极低频射电天文观测现状与未来发展

极低频(40 MHz)是现代天文观测一个十分重要的频段,通过极低频探测可以开展太阳爆发、恒星形成、星系演化、宇宙早期状态等重要研究。但是对于频率低于10~20MHz的信号而言,由于地球电离层的反射或严重失真影响,以及地球上存在低频无线电干扰源,无法对该频率范围内的信号进行探测研究。月亮背面是开展低频射电观测的一个独特的平台,相比于地球来说是一个得天独厚的理想环境。对具有代表性的极低频射电望远镜进行了调研,就极低频天文观测的科学意义、发展现状和相关技术做一个回顾性总结。在可预见的未来几年,我国嫦娥4号搭载的极低频射电频谱仪将是世界上最重要的低频观测设备之一,本文也对该设备进行了初步介绍。     

由斑点图重建天文图像的方法

首先介绍了斑点图形成机制以及获取方法,并借助计算机模拟了斑点图的生成。然后重点描述斑点图的图像重建方法,包括频率域和空间域重建方法。在频率域重建方法部分依次详细叙述了用于复原模信息的斑点干涉法和用于复原相位信息的由模复原相位法、Knox-Thompson法、斑点掩模法;空间域重建方法部分介绍了典型的LWH法和迭代位移叠加法;另外,盲消卷积法也为斑点图重建提供了新的思路,文章对此方法也做了介绍;特别地,还对国内在该领域的相关工作做了介绍;关于斑点图重建方法在天文学、天体物理学等领域的应用,文章做了有针对性的介绍;最后一章是斑点图图像重建方法的总结。     

数字地震台网短信通系统的设计与应用

从现代移动通信短信息业务SMS出发，思考数字地震观测技术的应用新领域。介绍了DsnSMMS系统的设计方案、系统结构和主要功能。分析了OCX短信控件、系统软件、地震信息处理程序、台网实时监控程序的开发，各模块实现的功能。通过系统软件开发和短信收发设备的集成，实现了地震信息的快速群发、触发报警及台网运行状态的监控，并可以采用移动设备远程控制台网软硬件。从无锡市数字地震台网的实际应用表明，该系统智能化的交互操作与远程监控取得了良好的效果。     

基于最大熵方法月球表面亮温度数据处理模拟

由天线成像原理可知,通过密云50 m天线、“嫦娥一号”卫星(CE-1)和“嫦娥二号”卫星(CE-2)所搭载微波探测仪获取的月球亮温度图是微波天线方向图与真实亮温度图的卷积,所以想清晰准确地还原亮温度图,就必须采取反卷积方法.在处理过程中引入最大熵方法,选择基于Bonavito提出的直接迭代法求解方式,并论证了其作为反卷积方法的可行性,通过一系列的模拟仿真验证其反卷积的有效性.仿真结果理想,对后期处理真实数据(密云50 m天线观测数据,微波探测仪观测数据)打下坚实的基础.     

基于反射信号提取的双星系统轨道估算

在观测双星系统时,接收的信号包含伴星反射成分。反射信号的时延可以给出伴星的位置、运动等信息,提取反射信号可以实现双星系统的轨道估算。利用相关函数,可实现对反射信号的提取,但由于双星的相对运动,直接对接收信号进行自相关运算不能提取反射信号。提出了一种基于对接收信号在时域做变换的方法,计算接收信号与变换后信号的互相关函数,可以解决运动情形下反射信号的提取。利用MATLAB对具体的情形进行了模拟,成功地提取了反射信号,验证了该方法的有效性。     

基于CLEAN算法的嫦娥四号低频射电频谱仪信号干扰抑制

嫦娥四号低频射电频谱仪(Low Frequency Radio Spectrometer,LFRS)放置在月球背面,观测条件得天独厚.然而,嫦娥四号平台存在约10-15 W/(m2·Hz)的强干扰,并且干扰在每道时域数据中存在明显差异,大大削弱了低频射电频谱仪的观测灵敏度.为此,从两组信号的相关性出发,提出基于CLEA...     

X射线毫秒脉冲星J0437-4715的多波段观测研究

基于澳大利亚PARKES天文台射电数据和RXTE (Rossi X-ray Timing Explorer)中ASM (All Sky Monitor)的X射线数据对毫秒脉冲星J0437-4715进行两个波段的研究.对J0437-4715在射电波段的观测运用TEMP02软件对不同终端系统的计时数据进行校准,提高了计时模型精度.用结构函数法,利用RXTE全天候扫描ASM的观测数据,对J0437-4715在X射线波段的光变进行中长期研究,发现它在X射线波段存在一个620 d的光变周期.     

差分CLEAN算法在编码板成像中的应用

编码板多用于硬X射线及更高能量波段的天文成像.采用交叉相关算法对编码板图像进行重建时会产生鬼像,成像质量不高.采用CLEAN算法可以有效消除鬼像,但该算法仍然无法抑制由不等间隔采样和数据缺失引入的误差.采用差分CLEAN算法对编码板图像进行重建.该算法直接在探测器数据空间进行处理,由模型数据推算出探测器上各点的数值,无需对数据进行插值等操作,能够规避上述问题,提高成像质量.选用理想点源数据加入了泊松噪声和人造坏数据点进行了模拟重建,结果显示差分CLEAN算法能够得到比CLEAN算法更低的噪声水平和更接近真实值的点源强度.IBIS是INTEGRAL卫星上的主要编码板成像设备,目前已经有大量损坏的探测器单元.用差分CLEAN算法对IBIS望远镜的数据进行了处理,与INTEGRAL标准处理软件OSA采用的CLEAN算法相比也得到了噪声水平更低的结果.     

含碎块石土质边坡的稳定性问题

含碎块石土质边坡中常发育有地下水排泄管道，他们控制地下水水位上升，对保持边坡稳定十分重要。当坡脚开挖或坡体堆载时，会破坏管道状地下水排泄系统，从而导致地下水水位升高，使潜在滑面上的孔隙水压升高，最终导致滑坡的发生。以小旦滑坡为例探讨这类边坡的变形破坏机制。