将来最准确最稳定的钟——空间微重力钟

介绍了目前最准确的原子钟,描述了将来最准确、最稳定的钟——空间微重力钟,以及高精度空间组合钟的预期性能,还介绍了一些正在实施的高精度空间钟计划。     

氢钟和铯钟联合守时初探

氢钟和铯钟作为两种不同类型的频标,从统计角度上来说,它们在短期和长期频率稳定度方面的表现为时间频率领域中的学者们共识．随着技术的改进氢钟近年来在长稳方面有所提高．根据中国科学院国家授时中心(NTSC)新进口的2台美国氢钟(Sigma T)近一年来实验数据的分析,定量说明氢钟不同采样间隔的频率稳定度,并与铯钟的性能做比较．同时根据这两种类型频标的性能取长补短,探讨一组铯钟和两台氢钟联合守时的方案和地方原子时计算方法．     

HP5071A铯原子钟内部工作参数的监视与分析

基于对 1 997年上半年购进的 6台HP50 71A铯原子钟的内部工作参数的监视结果 ,分析了 3台铯原子钟 (Cs0 8、Cs1 1和Cs1 6 )从开始运行到铯束管寿命结束期间内部参数的变化趋势 ,以及铯束管在寿命将要到期期间性能的变化情况。对铯原子钟内部工作参数的长期观察与分析 ,有助于对铯原子钟进行更好的维护和使用     

50 m 射电望远镜的时间标准问题的讨论

定量分析了原子钟的时间频率特性产生的守时时差,估算了原子时频标准的守时时差对有关物理量测量所产生的影响．给出了现代实用型原子钟的性能指标比较表,和用现代无线电手段传递、比对时频标准信号达到的指标．论述了高精度时间频率标准在大地、深空间探测、VLBI及毫秒脉冲星计时应用测量中的重要地位、作用．阐述了50 m射电望远镜的科学目标、“嫦娥”1号探月卫星任务对时间标准提出的高精度要求和选用原则．为了实现其科学目标和任务,必须建设与其研究目标相适宜的、标准尽可能高的原子时频标准,才能获得高质量的数据信息和高效能的研究成果．并对建设怎样的时间标准等问题进行讨论和提出具体建议．     

数字锁相环变带宽滤波器的设计与仿真

对于确定参数的滤波器,快速的相位捕捉能力和高的噪声抑制能力是相互矛盾的。利用数字滤波器参数容易改变的特点,主要研究二阶锁相环环路中变带宽数字滤波器的设计,从而使锁相环路在初始阶段具备快速的捕捉能力和在锁定状态具备高的噪声抑制能力。对数字锁相环系统及滤波器在原理上进行了细致分析,之后给出软件实现该滤波器的算法,并用Matlab对系统进行仿真。     

北斗系统测站钟差短期预报模型比较及其在单星定轨中的应用

北斗卫星导航系统(BDS)地面跟踪站都配置有高精度的氢原子钟,并基于精密定轨数据处理与主站的时间基准进行同步.在卫星轨道机动以及机动恢复期间,通常采用几何法定轨以及单星定轨确定卫星的轨道.而在这两种定轨模式中,需要提供精确的测站钟差作为输入.为提高定轨的实时性,需要对测站钟差进行预报处理.分析了2次多项式模型、附加周期项模型、灰色模型3种模型对北斗地面跟踪站钟差短期拟合和预报的性能,并将钟差预报结果应用于单星定轨,同时还分析了不同预报钟差用于定轨的精度.试验发现,以上3种模型对6个测站钟差的平均拟合精度分别为0.14 ns、0.05 ns、0.27 ns,预报1 h的平均精度分别为1.17 ns、0.88 ns、1.28 ns,预报2 h的平均精度分别为2.72 ns、2.09 ns、2.53 ns.采用3种模型对测站钟差进行预报并用于单星定轨,采用附加周期项的钟差预报模型轨道3维误差最小,不同模型轨道径向精度差异在3 cm以内.以上结果表明,附加周期项的站钟拟合及预报模型在北斗系统机动期间的轨道恢复数据处理具有最好的效果.     

第三代卫星导航定位系统星载原子钟的新发展

传统铷原子钟和铯原子钟已在卫星导航定位系统中作为星载原子钟获得重要应用.卫星导航定位系统的更新和新发展要求更高精度更小型的新型星载原子钟.该文介绍采用新物理原理和先进技术在下-代卫星导航定位系统有应用前景的新原子钟的产生和发展以及它们目前的进展.     

上海光机所小喷泉铷钟的设计和进展

对上海光机所正在研制的小喷泉铷钟及目前正在进行的工作作了介绍.该小喷泉铷钟吸收了原子喷泉的许多新技术,采用紧凑的结构设计,加入空心光束以提高探测原子数.预期该喷泉的准确度为10-14,短、长稳分别为10-13和10-15,信噪比为103.实验室完成了冷原子物理的准备工作,已经俘获冷原子团.     

Asteroid mass determination with the Gaia mission: A simulation of the expected precisions

The ESA astrometric mission Gaia, due for a launch in late 2011, will observe a huge number of asteroids (∼350,000 brighter than V<20) with an unprecedented positional precision (at the sub-milliarcsecond level). This precision will play an important role for the mass determination of about hundred minor planets with a relative precision better than 50%. Presently, due primarily to their perturbations on Mars, the uncertainty in the masses of the largest asteroids is the limiting factor in the accuracy of the solar system ephemerides. Besides, such high precision astrometry will enable to derive direct measurements of the masses of the largest asteroids which are of utmost significance for the knowledge of their physical properties. The method for computing the masses is based on the analysis of orbital perturbations during close encounters between massive asteroids (perturbers) and several smaller minor planets (targets). From given criteria of close approaches selection, we give the list of asteroids for which the mass can be determined, and the expected precision of these masses at mission completion. We next study the possible contribution of the ground-based observations for the mass determination in some special observation cases of close approaches.     

SVOM数据档案库软件原型系统的设计与实现

作为中法天文卫星(Space multi-band Variable Object Monitor,SVOM)中方科学中心的重要组成部分,中法天文卫星数据档案库承担了中方科学数据产品本地存储和管理的任务,提供统一的数据产品管理平台,实现中法天文卫星科学数据产品的归档、检索、检出、维护与管理等功能。作为中法天文卫星科学中心预研的一部分,对中法天文卫星数据档案库原型系统进行了需求分析、系统设计,实现能够运行的原型系统,以演示中法天文卫星数据档案库的基本功能和工作流程,验证设计方案的可行性。档案库原型系统具有开放性和低耦合的特点,能够适应中法天文卫星中方数据产品结构的不断变化,在项目早期即可投入试用并不断完善,满足中法天文卫星的任务需求。     

LAMOST CCD相机总控的设计与实现

大天区面积多目标光纤光谱望远镜(LAMOST)使用了16台低色散光谱仪、32台科学级CCD相机对目标进行光谱拍摄。CCD集总控制器MASTER是其32台CCD相机的中枢,它控制CCD按观测需要进行曝光、管理CCD状态和诊断相机故障。针对LAMOST相机系统的结构和UCAM控制器的特点,设计了MASTER系统;介绍了与OCS和UCAM接口的方式,并分析了对命令和状态的管理。     

基于ImageJ的图片格式批量转换软件的设计与实现

介绍了开源的纯Java语言图像处理程序——ImageJ,以及如何利用ImageJ程序包进行二次开发.利用该程序包,实现了从WinView所获取的图片文件格式TIFF、SPE到FITS文件格式的批量转换.并在此基础上,提出了如何利用该程序包实现其它图片格式之间相互单独以及批量转换的方法.     

氢原子钟蓝宝石谐振腔的设计和实验表现

为了设计主动型氢原子钟蓝宝石谐振腔的结构尺寸,对根据TE011模式下蓝宝石谐振腔的麦克斯韦尔方程组推出的超越方程进行了求解,利用电磁场有限元分析软件对蓝宝石腔进行了仿真分析。通过计算S参数,确认了所设计的氢原子钟蓝宝石谐振腔实现氢脉泽自激振荡的现实性。利用SOHM-4型氢钟机架作为实验床,在离子泵电流1.1 mA时,得到了强度为-102.93 dbm的脉泽振荡信号。此信号强度与标准的主动型氢原子钟在相同的离子泵电流下的信号强度相仿。     

On the Sun’s distance from the center and the shape of the inner halo in the Galaxy: Gaia EDR3, HST and literature globular clusters

A statistical method is used to derive both the Sun’s distance $r_0$ from the Galactic Center (GC) and the 3D geometry of the inner ($<$ 25 kpc) halo. The spatial distribution of the 138 Gaia EDR3 globular clusters (GCs) with distances established on a combination of HST and literature data of Baumgardt and Vasiliev (2021) is explored. An estimate by using these ancient objects of the pressure-supported subsystem of the Galaxy with newly derived distances leads to the mean $r_0=7.81\pm 0.14$ kpc. The distribution of GCs within 25 kpc is almost spherically symmetric, and has the shape of an ellipsoid with a major axis of its symmetry slightly elongated toward the Sun and two minor axes of almost the same length. The obtained scale-length ratio of the major axis to the minor axis in the plane and to the vertical axis of the ellipsoid is $\approx$ 1:0.8:0.7. Based on the papers of a series, for practical use we argue to employ the following Sun’s distances from the GC and the plane: $r_0=8.15\pm 0.15$ kpc and $z_0=15\pm 5$ pc.     

基于虚拟天文台的HXMT卫星数据检索发布系统设计与实现

目前,国际上诸多天文项目均遵循虚拟天文台（Virtual Observatory,VO）标准协议开发各天文数据检索发布系统,对外公开发布数据,并对数据资源进行VO注册,从而使用户通过虚拟天文台门户网站即可访问获取不同天文项目的数据集.硬X射线调制望远镜（HXMT）卫星项目也将虚拟天文台技术引入HXMT卫星数据检索发布系统的设计与实现过程中,既满足HXMT卫星数据发布需求,又将HXMT卫星数据融入虚拟天文台环境,实现国际天文数据的共享共用.系统提出了符合虚拟天文台规范的体系架构,并选取SCS锥形检索、VOTable数据格式等虚拟天文台标准协议加以实现,采用MVC模式、SSH框架以及各种J2EE技术进行软件研发,提供检索访问、浏览下载和可视化功能.实践和应用结果表明,系统在解决天文数据资源互操作、共享发布、检索访问及异构应用集成方面均具有可操作性,对我国空间天文卫星数据检索发布系统的研制具有参考意义.     

《天文学名词》数据库新版网站设计与实现

<天文学名词>数据库网站是天文学名词审定委员会开展名词审定工作和为广大用户提供名词查询检索以及其它相关服务的网络平台.随着名词审定工作的不断推进和广大用户对名词数据库功能需求的不断增加,原有的网络平台从功能和信息量上都无法满足当前的需求.<天文学名词>数据库新版网站借助成熟的数据库和网络技术,围绕名词的征集、审定、发布、查询检索等环节,充分实现了广大用户和天文学名词审定委员会所需要的功能.提供了更加丰富的信息.介绍了新版数据库及网站的设计原则、实现方法,并从功能需求出发着重介绍后台数据库和用户界面的设计与实现.<天文学名词>数据库网站是一个典型的由数据库驱动的简单网络应用系统,本文所涉及的工作和介绍的经验将为类似应用系统的开发提供切实可行的参考.     

Seismology of the solar envelope: sound-speed gradient in the convection zone and its diagnosis of the equation of state

We report the results of an asymptotic inversion of solar oscillation data for the gradient of the sound speed in the convection zone. This gradient reveals details of the non-ideal Coulomb interactions between particles, including pressure ionization. A simplified physical model is used to track down the effect of various physical assumptions in the sound-speed derivative. The model contains a calibration for the size of the H and He atoms and the He⁺ ion. We find that, for the pressure‐ionization regions of hydrogen and helium, such a model matches the data better than any of the currently available parameter-free theories.     

怀柔太阳观测基地数据流量统计系统设计与实现

基于数据流量的统计功能是评判数据产地应用服务的一项指标;统计不同类型观测数据的使用、共享情况,可为分析数据的使用需求提供参考。因此,设计观测数据流量统计系统具有较强的应用价值。基于中国科学院国家天文台怀柔太阳观测基地的数据服务,以LAMP为开发环境,设计了数据流量实时统计及定时入库、数据流量查询功能、流量可视化功能(包括直方图显示和饼状图显示)等功能模块,以流量统计层、数据层、业务层及用户层4个层次为结构框架,实现了统计及查询任意时段内多种仪器观测的多种数据传输至各用户单位的流量功能,系统具有统计精确、多个关键字进行完整查询、显示直观、扩展性强等优点,能够满足当前及未来应用需求,对其它数据产地的多类型数据的流量统计具有可用性。