对地CME研究进展与太阳雷达的潜力

日冕物质抛射(CME)是由太阳磁场驱动向行星际空间喷射等离子体物质和磁场的大尺度太阳爆发活动,是灾害性空间天气事件最主要的驱动源之一。朝着地球方向爆发的CME极易到达地球并造成灾害性空间天气,因此研究这类CME对于空间天气预报与太阳物理研究具有极为重要的意义。随着观测技术的发展,CME的观测及预报和研究工作取得了长足的进展。但由于常规观测手段与预报方法的局限,对朝着地球爆发的CME进行准确有效预报的目标至今仍未能实现。首先阐述CME与空间天气的关系,强调对CME预报研究的重要性;然后介绍预报研究中CME/ICME复杂的动力学过程,讨论这些过程对CME预报可能产生的影响;接着,回顾CME的常规观测手段,并讨论观测手段存在的不足;第4章,介绍CME主要的预报方法,同时讨论预报工作中存在的困难;第5章,讨论太阳雷达主动探测技术在日冕探测与CME预报研究中的可能应用前景;最后,总结CME预报研究现状,对预报研究工作中重要的问题进行综述,展望太阳雷达的未来应用。     

太阳的空间观测与研究Ι—太阳电磁波 辐射的观测与研究概况

太阳空间观测为揭示太阳新的观测现象与研究开拓了新的途径。空间观测具有全波段、全时段、全方位以及无大气抖动和大气散射光等观测优点。本文着重探讨了太阳空间长波射电观测、Ｘ射线观测、紫外线观测的成就与研究结果。这些波段（包括光学）的爆发均起因于太阳大气中被加速的荷能电子与太阳等离子体、磁场相互作用而产生的电磁辐射,其能量约占太阳耀斑总量的１／４,即１０２５Ｊ。     

关于确认太阳射电精细结构的几个问题

本文主要讨论了太阳射电快速观测记录中可能存在的几种非太阳因素，分析或定量估计了它们的影响，这些因素主要来自天线跟踪效应、接收机增益起伏效应以及地球大气吸收、折射等，估计、分析这些效应对确认太阳射电爆发中的精细结构现象是有益的。     

太阳的空间观测与研究I—太阳电磁波辐射的观测与研究概况

太阳空间观测为揭示太阳新的观测现象与研究开拓了新的途径。空间观测具有全波段、全时段、全方位以及无大气抖动和大气散射光等观测优点。本文着重探讨了太阳空间长波射电观测、Ｘ射线观测、紫外线观测的成就与研究结果。这些波段（包括光学）的爆发均起因于太阳大气中被加速的荷能电子与太阳等离子体、磁场相互作用而产生的电磁辐射,其能量约占太阳耀斑总量的１／４,即１０＾２５Ｊ。     

232MHz太阳爆发与日冕物质抛射

利用综合孔径射电望远镜的２３２ＭＨｚ观测太阳,具有３．８’的空间分辨率,２０ｍｓ的时间分辨率和高灵敏度及很好的抗干扰能力。１９９９年共观测到１２次大爆发,其中８次与日冕物质抛射相关,可以利用米波射电爆发预报ＣＭＥ事件。     

红红火火的太阳空间观测

太阳观测的意义 太阳是离我们最近的一颗恒星,也是唯一可以作为面源观测的恒星。对太阳上各种物理现象的观测给我们提供了一个内涵十分丰富的物理实验室,用以检验各种物理理论的适用性。同时,太阳又是唯一一颗与地球生命直接相关的恒星。太阳风和日冕物质抛射(CME)带来的日地空间电离层的变化,将直接影响地球大气外层空间,甚至可能带来地球大气的许多变化。因此,充分理解太阳以及太阳上的各种物理现象无疑是十分必要和十分有意义的。 为什么要进行空间观测 要想把握太阳活     

232 MHz太阳爆发与日冕物质抛射

利用综合孔径射电望远镜在 ２３２ ＭＨｚ观测太阳,具有 ３·８’的空间分辨率、 ２０ ｍｓ 的时间分辨率和高灵敏度及很好的抗干扰能力．１９９９年共观测到１２次大爆发,其中８次与日冕物质抛射相关．可以利用米波射电爆发预报ＣＭＥ事件．     

日食的射电观测

日食为射电天文提供了一维高空间分辨率太阳射电观测机会,日食射电观测在太阳射电物理的发展上起过重要的作用,文中对日食射电观测的若干重要因素作了介绍和分析,日食射电观测在我国太阳射电天文台发展上也起了重要作用,文中简要介绍了在我国组织观测的１９５８年,１９６８年,１９８０年及１９８７年太阳射电日食观测及其主要结果。     

漂移扫描CCD用于地球同步轨道卫星观测的初步结果

对于地球同步轨道卫星,目前国内主要采用两种观测手段,即小光电望远镜短曝光观测和天文望远镜跟踪恒星(或卫星)观测.事实上,这两种手段都各自存在不足,尤其对于暗弱目标问题更加显著.利用CCD漂移扫描模式和凝视模式相结合观测地球同步轨道卫星具有明显的优势,小口径望远镜(口径约25cm)就能够获得高质量的目标和恒星圆星像与高精度的定位结果.本文重点阐述了获得高精度地球同步轨道卫星光学位置与星等的原理、方法及步骤;最后,利用实测资料的数据处理结果,分析了所获得的地球同步轨道卫星的内部精度及其误差源.     

我国局部网对近地测地卫星定轨精度的估计

本文利用模拟观测资料，估计了中国卫星跟踪网对近地测地卫星定轨和测定一些跟踪站地心坐标所能达到的精度。同时分析了近地卫星定轨的主要误差源，如大气模型、地球引力场模型的不确定性和跟踪网站坐标的误差等所产生的影响。     

天文卫星下传数据处理系统的规划

天文卫星获取的数据需要经过卫星下传数据处理系统的一系列加工,生成可以分析的数据产品,这些产品及相应软件要发布给国内外用户,同时数据处理系统还要监测载荷状态、数据质量及天体源爆发等。这样,下传数据处理系统的建设直接关系到物理成果的获取,规划该系统就变得非常有意义。从数据产品定义、子系统规划、数据流程等方面介绍卫星下传数据处理系统的规划,并提出以模块化开发方式从整体上协调各个子系统的开发,使各个系统及其软件相互配合,共同促进科学产出。     

嫦娥四号低频射电频谱仪降低背景噪声方法的研究

嫦娥四号着陆器将搭载低频射电频谱仪在月球背面进行低频射电天文观测,低频射电频谱仪的观测波段为0.1~40 MHz。根据着陆器在中国空间技术研究院的微波暗室进行的电磁兼容性试验结果,着陆器平台在该频段内自身存在非常强的噪声,其强度甚至淹没大部分来自太阳爆发的信号,难以探测有效信号,实现预期的科学目标。通过模拟仿真分析谱减法、维纳滤波及自适应滤波3种方法对着陆器噪声消除的效果,从而选择更为有效的噪声消除方法,为低频射电频谱仪在轨探测任务的数据处理提供依据。     

基于样条函数的恒星光谱自动归一化方法

恒星的观测谱一般由连续谱、谱线和噪声组成,其中连续谱是黑体辐射导致的辐射流量随波长变化的光滑连续光谱。光谱分类及恒星物理参数估计等研究依赖于连续谱及谱线信息的准确提取。因此光谱数据处理的工作主要是拟合连续谱,并通过对光谱进行归一化来提取谱线特征。连续谱拟合的方法主要有多项式拟合、中值滤波、小波滤波等。已有的方法在低信噪比、宇宙线信号干扰、存在发射线等情况下,有不同程度的局限性,体现在鲁棒性和准确度上。目前,针对郭守敬望远镜的10 7条光谱没有自动化方法应用到归一化上的问题,研究并开发一种适用于不同的温度、信噪比及波长覆盖范围,并能够自动化处理的恒星光谱归一化方法,显得十分迫切。在仔细分析不同类型光谱的基础上,提出了一种基于固定窗口划分的连续谱拟合方法。该方法对光谱中能够体现连续谱特征的数据点进行筛选提取,通过细微地控制样条函数平滑度产生更加准确的连续谱。使用郭守敬望远镜中不同光谱型、温度范围、波长覆盖范围的光谱进行实验,结果表明,该方法具有良好的精度和普适性。     

LAMOST数据流与光谱质量控制研究

郭守敬望远镜每日产生海量观测数据,数据处理涉及观测计划生成、二维和一维数据分析、参数测量、质量控制和光谱释放等诸多环节。为了更高效地获取、处理、分析和发布数据以及及时解决数据处理过程中出现的问题,开展了郭守敬望远镜数据流与光谱质量控制研究。首先,深入研究郭守敬望远镜系统数据流和工作流程,结合关系型数据库进行数据建模,实现基于Linux的MySQL数据库系统,将数据处理和发布各个环节有机串联并融合在一起;然后,基于该数据库系统,定义光谱质量控制模型,建立光谱质量控制系统,严格控制光谱质量和光谱产出的各个环节,从而为优质的光谱资源释放提供保障。该数据流与光谱质量控制系统可以很好地满足望远镜数据处理和数据管理的需要,是可以扩展至同类望远镜系统进行数据处理的一种有效方案。     

天文用法珀滤光器控制器关键模块数字前端AD转换精度研究

法珀滤光器在我国天文界得到了越来越广泛的应用,目前云南天文台抚仙湖太阳观测站已购进两台法珀滤光器,准备用于1 m新真空太阳望远镜的光谱观测中。由于国内对法珀滤光器研究比较少,国外相关资料尚不能查询到,因此了解其控制系统,不仅是自行研制法珀滤光器的需要,也是日常工作中必须的基础。针对这一趋势,在简介法珀滤光器原理的基础上,介绍了法珀滤光器的控制系统,并对控制系统数字前端模数转换精度要求进行研究。通过计算法珀平行板控制精度,最终选出符合要求的模数转换器。     

利用GNSS测量射电望远镜参考点的仿真分析

高精度测量射电望远镜参考点和轴线偏差等参数,对建立天线指向模型和本地连接参数、提高测站坐标精度等具有重要意义。为完成新建射电望远镜参考点初始参考值的快速测定,根据望远镜的旋转模型,结合常规静态归心测量方法和随机动态测量方法,提出了一种利用GNSS天线代替测量靶标实现望远镜参考点测量的方法。通过仿真分析验证了该方法的合理性和有效性,并分析了数据点个数和数据点测量精度对天线参考点和轴线偏差解算精度的影响。     

2～18 GHz超宽带低噪声放大器芯片研制

低噪声放大器在射电天文望远镜接收机中是一个重要的前端组件,其性能对接收机的灵敏度和噪声有至关重要的影响。采用OMMIC公司70 nm GaAs mHEMT工艺研究和设计了一款工作频率为2~18 GHz的超宽带单片微波集成低噪声放大器芯片,芯片面积为2 mm×1 mm。放大器电路采用三级级联放大、双电源供电拓扑结构,常温在片测试结果显示,全频带增益大于28 dB,噪声温度平均值为93 K,直流功耗150 mW,无条件稳定。该放大器芯片覆盖了射电天文S,C,X,Ku 4个传统观测波段,适用于厘米波段超宽带接收前端和毫米波段超宽带中频放大模块。     

利用费米卫星大面积望远镜对脉冲星的观测研究

费米γ射线空间望远镜(Fermi)自2008年8月观测任务开始以来,以其优越的观测性能开启了γ射线天文学研究的新纪元。其搭载的大面积望远镜(LAT)在脉冲星探测和研究方面取得了巨大的成功。除了探测到已知脉冲星的γ射线脉冲辐射信号外,LAT还能够利用γ射线数据的盲寻技术独立发现脉冲星,此外还提供了大量γ射线源进行射电脉冲搜寻。Fermi-LAT的观测带来了γ射线脉冲星数量的显著增长,确立了脉冲星是银河系内主要的γ射线源,并且探测到了毫秒脉冲星的γ射线辐射。一般来说,在长时标下脉冲星的γ射线辐射流量稳定且脉冲形状多呈现双峰结构,能谱可由具有指数截断的幂律谱描述。综述了利用Fermi-LAT数据寻找脉冲辐射信号的方法和研究γ射线脉冲星所得到的主要结果,并简要介绍了近年来在脉冲星研究方面取得的新成果。     

天文CMOS相机测试平台及控制系统的实现

CMOS相机是一种重要的固体成像设备?随着科研级CMOS相机的性能不断提高,现已广泛应用于科研领域?新真空太阳望远镜的成像设备也使用CMOS相机?因此建立一个天文CMOS相机测试系统?对于新购CMOS相机的验收以及现有CMOS相机的定期检测和维护有十分重要的意义。介绍了CMOS相机测试平台的硬件组成,并针对实际测试中对设备控制的需求,以及利用控制器对相应的设备直接控制,提出了基于TCP/IP协议以及串口通信的设计方案?利用C#编程语言设计了一套多线程并行的控制系统软件?实现各设备在局域网内的远程并行控制。通过对设备的运行测试,结果表明,系统能良好地控制各设备的正常运行?满足测试系统集成控制的需求.     

检测前跟踪框架下利用蒙特卡洛算法的空间碎片跟踪策略研究（英文）

在轨卫星或者空间碎片数量的增多,是对空间目标地基自动观测的一个挑战。尽管北美防空司令部编目管理了绝大多数直径超过10 cm的空间物体,但由于轨道摄动,空间目标的位置信息(基于6个轨道根数)依然非常重要,并需要定期更新。在过去的几十年里,配备电子传感器的现代地基光电望远镜已广泛用于天体测量领域。然而,这种设备的跟踪性能主要取决于空间目标的大小和亮度。这些目标所在的天文图像会有不同的背景;而且,在基于凝视模式的短曝光实时观测过程中,运动目标和背景恒星在不同的信噪比下显示为类似的点扩散函数,难以辨认。本研究是为了实现对非高斯和动态背景的高灵敏度检测和跟踪能力的提高,并具有简单的系统机制和出色的计算效率。为突破该限制,将重点放在利用状态估计技术对微小卫星和暗弱目标进行跟踪上。提出一种基于神经网络的自适应运行高斯平均算法,用以从恒星背景及干扰下提取运动的空间目标。该方法随后被集成到了一个检测前跟踪框架中。该框架利用基于蒙特卡洛的粒子滤波跟踪空间目标。三段来自亚太地基光学空间目标观测系统(APOSOS)图像序列被用来对该跟踪策略进行评估。实验结果表明,该方法能够达到满意的跟踪性能。