ASCOM在选址望远镜远程控制中的可用性研究

天文选址监测一般都处于条件非常艰苦与恶劣的环境中,对选址望远镜进行远程控制可以极大地降低对选址人员的要求,提高选址观测的质量,对于天文选址具有重要的意义.以ASCOM标准为基础,构建了基于TCP套接技术的服务端和客户端,实现了针对选址望远镜远程控制的系统原型.通过在窄带电话拨号网络上进行的实验,证明利用这种技术进行选址望远镜的远程控制是完全可行的.利用ASCOM实现的控制系统具有开发周期短,部署容易等优点,可以满足选址望远镜远程控制的要求.     

一种基于微信小程序在RTS2的控制框架扩展

望远镜自主控制是现代天文观测技术的重要组成部分,在当前主流的自主控制系统中,开源的远程望远镜控制系统第2版具备模块化和即插即用的设计理念,且具有快速响应能力和稳定工作的特点,被广泛应用于天文望远镜自主控制系统。由于远程望远镜控制系统第2版基于Linux平台,主要基于命令行界面(Command-Line Interface,CLI)进行远程访问控制,所以对观测人员的要求比较高。深入分析远程望远镜控制系统第2版,对JS对象标记应用程序编程接口(Java Script Object Notation Application Programming Interface,JSONAPI)进行适度改造,以JS对象标记(Java Script Object Notation,JSON)为数据传输格式,以移动终端的微信应用作为载体,跨越不同平台对天文望远镜控制系统进行数据访问和功能调用。利用微信小程序,将控制系统移植到微信小程序中,使天文技术研究人员能够方便快捷地利用移动终端在微信平台上远程控制天文望远镜和实时监控天文望远镜自主控制系统的状态。采用该模式,可扩展到天文公共对象模型(Astronomy Common Object Model,ASCOM)等其他自主控制架构,从而实现一个通用的基于微信小程序的移动终端远程控制系统。     

基于WEB的MUSER远程监控数据可视化展现方法

天文远程监控是天文研究的重要组成部分。为及时发现由于天气原因、电磁干扰、天线故障等导致的异常数据,提高数据处理的可靠性,我国明安图频谱射电日像仪迫切需要实现实时观测状态的远程监控。提出了一种基于WEBSOCKET技术的远程监控数据的可视化展现方法,并以观测过程中功率图和频谱图的实时展现为例进行了验证。实验表明,方法可满足实时监控数据可视化展现需求,并且改变了传统的现场监控模式,打破了地域限制,具有可靠性高、实时性好和扩充性广等诸多优点,提高了工作效率和设备利用率,对其它远程监控数据可视化展现系统有一定的参考价值。     

基于以太网的射电天文制冷接收机的监视系统

制冷接收机是射电望远镜的核心设备,它是否正常工作直接决定望远镜观测的效果。制冷接收机的制冷温度和杜瓦真空度是反映接收机是否正常工作的最重要、最直接的指标之一。因此实现制冷接收机制冷温度和杜瓦真空度的远程实时监控,及时了解接收机是否正常工作对保证射电望远镜正常运行、提高观测效率有重要意义。为乌鲁木齐天文站25m射电望远镜1.3cm制冷接收机研制的一套基于单片机和以太网的数据采集和数据传输的远程监视系统,实现了制冷接收机制冷温度和杜瓦真空度的远程实时监控。该系统采用了美国ATMEL公司生产的8位单片机AVR ATmega16、Microchip Technology公司生产的ENC28J60以及MAXIM公司生产的MAX7219,实现对射电天文制冷接收机制冷温度和杜瓦真空度的数据采集,并利用以太网传输数据实现了远程实时监控接收机的制冷状态。阐述了以太网数据采集及远程监控电路的设计原理及其实现方法。该系统首次在国内大型射电望远镜上实现了对制冷接收机工作状态的远程实时监控,对于保证乌鲁木齐天文站25m射电望远镜1.3cm波段的观测效果有重要作用。     

基于WebSocket的RTS2 Web控制研究

望远镜自主观测软件是自主控制天文望远镜技术中的重要组成部分,也是当前天文技术研究的一个热点。开源的RTS2是目前非常流行的望远镜自主观测的软件系统,但RTS2中提供的Web控制仅是一个演示,功能相对简单,也不具备实时性。随着HTML5和WebSocket技术的发展,在深入分析RTS2源码的基础上,实现了RTS2服务器端的WebSocket支持,利用HTML5的WebSocket技术完成了一个望远镜实时监控Web终端系统原型,为远程控制与状态实时监控提供了一个简单、方便的平台,为后续研究工作打下了良好的基础。     

天文观测科学实践中心技术实现

天文观测科学实践中心是一个以天文观测为核心的网络实践体验中心,以网站的形式向公众提供服务。网站建设使用HTML、CSS、JavaScript和JSP/JaveBean等技术;基于B/S结构实现望远镜远程控制;采用Windows Media技术实现视频发布。建成的网站为用户提供了全新的天文观测实践体验机会,达到了传播天文知识的目的。     

基于Python协程技术的LAMOST控制节点分布状态采集与监视系统

现代大型天文望远镜的控制一般由多台独立(或组成集群)的计算机完成。这些计算机的性能、效率与可靠性直接影响整个望远镜的稳定运行。因此,需要研制一套实时对各控制计算机(节点)硬件资源信息进行采集、存储、监控的软件系统,并提供一定的预警功能。这样的系统可以有效排除隐患进而提高望远镜整体观测运行的效率。在深入分析LAMOST观测运行需求的基础上,采用异步协程技术,设计和开发了一套基于Python语言的硬件资源监控系统,系统可以高效稳定地采集获取计算机的各种状态,也可以获得相应部件的实时信息,并提供多种人机交互方式,为后续开发提供了扩展接口。该系统部署于LAMOST环境中,实际运行表明整个系统取得了较好的效果。     

瞬变源快速自动响应观测系统的研究与实现

天文瞬变源后随观测对于瞬变源证认具有重要的意义。瞬变源发生的偶然性和光变的快速性要求后随观测系统具有快速自动响应的能力。介绍了基于Python开发的天文瞬变源快速自动响应观测系统的研究和实现,核心是基于Django架构实现数据库交互与模块调度功能。系统有基于VOEvent的警报消息传递、网络端状态监控与交互平台、数据自动处理和结果自动反馈以及望远镜控制接口等主要功能。通过在北京的中法天文卫星科学中心和兴隆观测基地之间的消息数据传递和实际触发观测测试表明,系统能满足中法天文卫星项目地基观测系统瞬变源后随自动响应观测的基本要求,同时系统还具有良好的可移植性,适用于其他类似的自动响应观测系统。     

丽江2.4米望远镜双视场终端的控制与图像采集

为充分利用丽江2.4 m望远镜有限的卡焦接口,提高观测效率,研制了一个双视场天文观测终端,在2.4 m望远镜上实现不同视场和图像比例尺等参数进行快速测光和高分辨成像等天文观测,以满足不同的观测需求。针对该终端对滤光片轮精度和大视场光路与小视场光路切换的精度要求,以及对电子倍增电荷耦合器件(Electron-Multiplying Charge-Coupled Device, EMCCD)相机图像采集的速度要求,采用三层电机闭环控制以及多线程并发执行等技术,实现了该终端中滤光片轮、大视场光路与小视场光路切换的精确控制,以及EMCCD相机图像的快速采集与存储。最后在实验室进行了详细测试,结果表明,所设计的控制与图像采集系统能满足各项性能指标的要求。     

基于ASCOM及PLC的随动天文圆顶控制

四川稻城县无名山址点是云南天文台新近选定的天文台址。为实现在无名山50 cm光学望远镜开展远程自动观测,需要对圆顶进行远程自动控制驱动开发。基于天文公共对象模型(Astronomy Common Object Model, ASCOM)标准,采用Modbus/TCP协议连接可编程控制器(Programable Logical Controller, PLC),实现了圆顶的自动控制。重点介绍了圆顶控制原理和实现方法,结果表明,圆顶控制系统具有融合度高、使用方便的特点,满足远程自动观测的需求,对于中小型观测系统具有一定的借鉴意义。     

Combined and Comparative Analysis of Power Spectra

In solar physics, especially in exploratory stages of research, it is often necessary to compare the power spectra of two or more time series. One may, for instance, wish to estimate what the power spectrum of the combined data sets might have been, or one may wish to estimate the significance of a particular peak that shows up in two or more power spectra. One may also on occasion need to search for a complex of peaks in a single power spectrum, such as a fundamental and one or more harmonics, or a fundamental plus sidebands, etc. Visual inspection can be revealing, but it can also be misleading. This leads one to look for one or more ways of forming statistics, which readily lend themselves to significance estimation, from two or more power spectra. We derive formulas for statistics formed from the sum, the minimum, and the product of two or more power spectra. A distinguishing feature of our formulae is that, if each power spectrum has an exponential distribution, each statistic also has an exponential distribution. The statistic formed from the minimum power of two or more power spectra is well known and has an exponential distribution. The sum of two or more powers also has a well-known distribution that is not exponential, but a simple operation does lead to an exponential distribution. Concerning the product of two or more power spectra, we find an analytical expression for the case n = 2, and a procedure for computing the statistic for n > 2. We also show that some quite simple expressions give surprisingly good approximations.     

Power series solutions

A means of extending the radius of convergence of a power series solution of a system of differential equations is presented. It is essentially a change of the independent variable by means of a conformal mapping. Conditions on this change of variables which should yield a computational advantage are discussed.     

Power spectra of artificial granulation

Two-dimensional, non-stationary hydrodynamic models of solar granulation with gray and non-gray atmospheres have been used to obtain spatial, temporal, and spatio-temporal power spectra. The temperature, density of kinetic energy, monochromatic intensity, integrated flux, and vertical velocity spectra have been studied for a comparison with the Kolmogorov power law as well as for a qualitative understanding of oscillations, which are reproduced as a result of modelling.     

Power law of dust devil diameters on Mars and Earth

Estimates from visual surveys of the frequency of dust devils, even at terrestrial localities known for their abundance, vary by some four orders of magnitude, making a quantitative hazard assessment difficult. Here I show (1) that new high-quality observations from Mars fit a power law size distribution, (2) that such a power law population can unify the discrepant terrestrial surveys, and (3) that the populations on the two planets appear similar.     

Circinus X-1 在转换期的能谱和功率谱

Circinus X-1是小质量X射线双星(LMXB),它的能谱和时变十分复杂而独特。在不同的观测时期,它的硬度强度图(HID)和双色图(CCD)显示了不同的形状。本文选择了Circinus X-1正处于X射线流量从高向低转换期间的观测数据,通过对这一时期HID和相应能谱和时变性质的讨论,并将所得结果与1997年观测到的高亮度期间的能谱和时变性质(Shirey 1999)进行对比研究,进一步找到源的强度变化对其X射线辐射性质的影响。