丽江2.4米望远镜的圆顶侧窗自动化控制系统

丽江2.4 m望远镜的圆顶采用方位随动和滑动式天窗的超半球结构,起初为改善因圆顶和望远镜终端电子设备引起的内外大气湍流,设计了大面积的多组机械式侧窗。但由于高平台手动操作危险、缓慢、不精确且易损坏,为实现侧窗稳定的多组自动控制,开发了基于STM32板的嵌入式圆顶侧窗自动控制系统,利用WiFi模块、串口模块和手柄实现侧窗的远程和多通道控制。同时结合气象数据、圆顶位置信息等使系统能根据气象阈值进行预警、自动开合,并尽量减小风对望远镜振动的影响。侧窗控制系统的设计可满足上层系统集成的需要。该系统稳定可靠,能满足侧窗的自主运行与人为控制。     

丽江2.4米望远镜多波段测光观测控制系统的设计与开发

丽江2.4 m望远镜在卡塞格林焦点上安装多个观测设备,为了最大限度地提高望远镜的观测效率,需要实现对各终端控制系统的集成控制。原有的多波段测光系统的控制程序不具备集成化的条件,需要对其进行集成化开发以满足要求。借鉴云南暗弱天体光谱成像仪和望远镜的控制系统,在Linux系统下对多波段测光系统的控制系统进行重新开发,设计并完成了3个主要部分:观测控制程序、设备控制程序和设备数据库,成功实现了多波段测光系统、云南暗弱天体光谱成像仪与望远镜统一的控制模式,使其具备与其它设备控制系统集成的能力,满足多终端集成控制的要求。     

丽江2.4米望远镜观测日志辅助系统的设计与研发

望远镜的观测日志在用户进行数据处理以及台站对观测数据进行存储、归档和发布时都非常重要,观测日志往往能提供很多信息以供用户判断观测数据的质量。在观测过程中,观测日志通过观测助手或用户手工记录,存在信息不全、笔误等多种可能,且纸质的观测日志也不利于后期数据的归档和发布。针对丽江2.4 m望远镜云南暗弱天体成像光谱仪的观测数据,设计研发了一套自动记录观测日志的辅助系统,该系统可以自动记录观测数据的日志信息,并提供修改错误信息的功能;系统中以用户的观测时间申请书编号为唯一代码对数据进行管理,从而实现了根据不同用户进行观测数据打包的功能。在保护观测数据权限的同时,降低了笔误带来的影响,提高了观测日志的准确性,最终提高望远镜的观测效率。     

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。     

2.4米望远镜天体测量试验

利用文[1]提出的方法,求解出云南天文台丽江观测站2.4m望远镜CCD图像中的几何扭曲模型.将求解的模型应用到同期观测所得Phoebe(土卫九)的116幅CCD图像表明:扣除视场几何扭曲的影响后,该卫星定位精度明显提高.土卫九天体测量精度在每个方向约为0."02～0."03.     

2.4米望远镜主镜镀膜工艺的研究

利用国内首个自上向下热蒸发反射膜的大型镀膜机ZZS3200,开展了2.4 m望远镜主镜镀膜工艺的研究。从镀膜的环境控制,镀膜机蒸发源布置,保护膜的选择,旧膜脱膜等方面出发,探索一种适合2.4 m望远镜主镜的镀膜工艺流程,并依此完成2.4 m望远镜主镜镀带MgF2保护的铝反射膜工作。陪镀片检测表明,铝膜膜厚极大极小值差43 nm,主镜反射膜在350~1 100 nm范围内平均反射率87.16%,经2.4 m望远镜实测,镀膜完成后极限星等不低于23.5 mag,比镀膜前约提高1 mag。2013年12月17日,在2.4 m望远镜上,利用终端云南天文台暗弱天体分光及成像仪(Yunnan Faint-Object Spectrograph and Camera,YFOSC),使用棱栅Grism3分光,对超新星SN 2011fe(V波段19.5 mag)成功进行光谱观测。30 min单幅曝光,获得暗于19 mag天体的光谱,刷新了该类天体在国内观测的新的记录。该目标在光谱观测的同时有相应的测光数据以及测光标准星观测,因此星等测量误差小于0.1 mag,可以用于定量分析。     

1.2m望远镜激光测距系统同步旋转快门的设计与实现

介绍了一种对2台步进电机相互间采取等差角同步旋转的控制方案.根据这个方案设计和制作的机电控制电路实现了同步旋转快门功能,最终的同步精度控制在步进电机的性能1.8度/步的范围内,应用在激光测距系统中起到了安全保护单光子探测器的作用.     

1米太阳望远镜光轴变化实测

针对1 m太阳望远镜导星镜光轴与望远镜光轴在跟踪过程中的相对变化对光电导行系统的影响,从数值模拟和实测两方面进行了深入分析.首先介绍1 m太阳望远镜及其光电导行系统的基本结构,并建立主镜镜筒的基本有限元模型,分析弯沉随镜筒指向高度的变化规律,模拟有弯沉存在时引入的跟踪误差及变化规律.然后根据该望远镜的系统结构,提出了望远镜光轴相对于导星镜光轴变化的实测方法.最后通过实测数据获得了望远镜光轴相对于导星镜光轴变化随镜筒指向高度的变化规律.     

关于云南天文台2.4米望远镜YFOSC的CCD的平场

与国家天文台兴隆站2.16m安装的北京天文台暗天体分光成像仪(BAO Faint Object Spectrograph and Camera,BFOSC)系统相似,云南天文台2.4m望远镜安装了云南暗弱天体光谱及成像仪(Yunnan Faint-Object Spectrograph and Camera,YFOSC),对它在直接照相时的CCD平场性能做了测定.使用不同旋转角度拍摄平均而得的平场,可以使不同位置拍摄的像场,所受最大误差≤0.015 mag.但与卡焦的VersArray CCD照相机不同,即使在视场中间直径6.′5的圆内,误差约在0.010～0.013 mag之间,达不到≤0.005 mag的精度.     

1.2米地平式望远镜后台控制系统的研制

本文简述了自制的1.2米望远镜后台控制系统(硬件部分)的构成及控制过程     

2.4m望远镜远程观测系统的初步系统设计

为提高观测效率，节约运行成本，云南天文台将在2．4m望远镜的Robotic System的基础上建立一套2．4m望远镜远程观测系统。作者对该系统具体设计进行了详细说明。     

2.4m望远镜摄谱仪狭缝监视系统

为了实现对云南天文台2.4m望远镜摄谱仪狭缝的远程监视,我们以CPLD为核心设计了CCD控制器,用PC-104嵌入式计算机采集图像,利用pcAnywhere软件实现远程数据传输,以较低的成本设计制作了一套狭缝监视系统。该系统目前已经通过测试,达到了狭缝监视的基本要求,并为下一步实现自动导星和Robotic观测打下了基础。本文详细介绍了该系统的软硬件设计和测试结果。     

2.4m望远镜观测目标查询系统的建立

为提高观测效率,节约运行成本,云南天文台将建立一套2.4 m望远镜远程观测系统.2.4 m望远镜观测目标查询系统作为远程观测系统的一个重要组成部分,它支持国际虚拟天文台通用的VOTable格式;它提供丰富的星表检索,并生成模拟星图和目标列表,同时还具备了交叉证认,距离计算等辅助功能.     

1.2m地平式望远镜驱动系统设计与多电机同步控制策略

对于大型光电望远镜,多电机摩擦轮驱动方案较单力矩电机直接驱动方案在电机的研制和低速平稳跟踪上有明显的优势,但其关键点和难点在于多电机的同步控制上。在云南天文台1.2m望远镜的方位改造中,通过采用合理的多电机驱动方案和设计同步补偿装置,克服多电机在运行时的相互影响,将稳态运行的转速差控制在一个较小的范围,并为校正参数的设计奠定了良好的基础,保证系统在以最大速度3°/s运行时对目标的高精度跟踪。     

2.4m天文望远镜光学系统的设计及副镜检验的几种可能方案

详细说明了 2 .4m天文望远镜分别采用主镜焦比f/1 .5和f/3时光学系统的设计 :针对主镜焦比为f/3的凸非球面副镜 ,阐述了运用 4种不同检验方案的设计结果 ;重点介绍了计算全息法。并对几种方案作了比较     

Discovery of six high-redshift quasars with the Lijiang 2.4 m telescope and the Multiple Mirror Telescope

Quasars with redshifts greater than 4 are rare, and can be used to probe the structure and evolution of the early universe. Here we report the discovery of six new quasars with i-band magnitudes brighter than 19.5 and redshifts between 2.4 and 4.6 from spectroscopy with the Yunnan Faint Object Spectrograph and Camera (YFOSC) at the Lijiang 2.4 m telescope in February, 2012. These quasars are in the list of z > 3.6 quasar candidates selected by using our proposed J K/i Y criterion and the photometric redshift estimations from the SDSS optical and UKIDSS near-IR photometric data. Nine candidates were observed by YFOSC, and five among six new quasars were identified as z > 3.6 quasars. One of the other three objects was identified as a star and the other two were unidentified due to the lower signal-to-noise ratio of their spectra. This is the first time that z > 4 quasars have been discovered using a telescope in China. Thanks to the Chinese Telescope Access Program (TAP), the redshift of 4.6 for one of these quasars was confirmed by the Multiple Mirror Telescope (MMT) Red Channel spectroscopy. The continuum and emission line properties of these six quasars, as well as their central black hole masses and Eddington ratios, were obtained.     

2.4m望远镜网络安全初步设计

云南天文台将在2.4m望远镜建立远程观测系统。由于远程观测系统通过网络实现通信,必然会面临网络上的各种威胁。为了保证整个网络系统的安全,避免各种不安全因素造成的损失。在对现在望远镜网络分析基础上设计了安全的网络结构,并实现了具有入侵检测功能的防火墙,这些措施初步保障了2.4m望远镜网络系统的安全。     

用于2.4m望远镜的网络气象站

在进行天文观测时,天气因素的影响是很大的,为适应天文观测技术发展的要求,在2.4m镜附近需要建立一个网络气象站,一方面可以对天气状况实时监测,另一方面其他设备可以从网上查询并使用这些数据,以满足2.4m望远镜必须要有气象状况输入才能正常地在RoboticMode下工作的要求。文中介绍了1 wirenet气象站的原理以及软硬件设计。     

Rapid instrument exchanging system for the Cassegrain focus of the Lijiang 2.4-m Telescope

As a facility used for astronomical research, the Lijiang 2.4-m telescope of Yunnan Astronomical Observatories, requires the ability to change one auxiliary instrument with another in as short a time as possible. This arises from the need to quickly respond to scientific programs(e.g. transient observation, time domain studies) and changes in observation conditions(e.g. seeing and weather conditions). In this paper, we describe the design, construction and test of hardware and software in the rapid instrument exchange system(RIES) for the Cassegrain focal station of this telescope, which enables instruments to be quickly changed at night without much loss of observing time. Tests in the laboratory and at the telescope show that the image quality and pointing accuracy of RIES are satisfactory.With RIES, we observed the same Landolt standard stars almost at the same time with the Princeton Instruments VersA rray 1300 B Camera(PICCD) and the Yunnan Faint Object Spectrograph and Camera(YFOSC), while both were mounted at the Cassegrain focus. A quasi-simultaneous comparison shows that the image quality of the optical system inside the YFOSC is comparable with that provided by the PICCD.     

钢带/钢环光栅码在2.16m望远镜的应用

简要介绍了目前比较流行的新型位置/角度传感器———钢带/钢环光栅码的工作原理;同时着重介绍了它们在2.16m望远镜的安装、使用情况,它改善了望远镜的定位精度和跟踪精度,因此有效地提高了望远镜的工作效率。