天马望远镜谱线OTF观测系统

OTF(On-The-Fly)观测模式是目前单天线最有效的谱线成图观测技术,广泛应用于单天线的谱线成图观测。主要介绍OTF观测模式在天马望远镜的实现情况。首先介绍天马望远镜OTF观测模式的观测过程和基本观测参数;接着分别对天马望远镜OTF观测系统的结构、观测控制软件、DIBAS(Digital Backend System)谱线终端、中频传输系统以及数据预处理软件进行介绍;最后给出对W3区域中的6条氢复合线的试观测结果。目前,天马望远镜的OTF观测系统已完成多次对外开放的谱线成图观测,均取得较好的观测结果,验证了该系统的有效性。     

13mm低温制冷谱线接收系统和星际水分子观测研究

为了开拓短厘米波单天线星际分子的观测和研究,在乌鲁木齐天文站２５ｍ射电望远镜１３ｍｍ低温制冷接收机的基础上,配置了声表面波频谱仪和谱线数据采集系统,组成了１３ｍｍ低温致冷谱线接收机．接收机前端是一个工作在低温２０Ｋ的低噪声放大器,本振是２２ＧＨｚ的锁相源．接收机的平均噪声温度为５０Ｋ．后端是一个宽带的（４０ＭＨｚ）高分辨率（４０ｋＨｚ）的声表波频谱仪．利用这套系统观测了一批已知的水脉泽源,观测系统正常,结果合理．观测结果表明,乌鲁木齐天文站良好的站址和２５ｍ射电望远镜给厘米波段星际分子谱线观测提供了一个很好的条件．     

乌鲁木齐25m射电望远镜的 单天线观测研究

自1993年乌鲁木齐天文站25m射电望远镜建成以来,除了不断完善VLBI观测系统外,还选择发展了具有科学价值的单天线天体物理观测课题。其中基于常温接收机的脉冲星脉冲到达时间观测系统已经于1999年5～6月间建成。该系统建立在25m射电天线的18cm波段上,消色散采用了2×128×2．5MHz多通道滤波器和数字化器,并由PC机完成数据采集。同时进行的脉冲星工作还有92cm及其它波段的脉冲轮廓监测,对0329+54的多波段观测得到了它的频谱。在25m天线的1．3cm波段上建立了基于声表面波频谱仪和频率综合器的分子谱线观测系统,对水脉泽的观测已经发现了十几个可能的水脉泽源,观测结果正在认证当中。     

紫台13.7米望远镜的谱线观测程序

本文以13.7米望远镜声光频谱仪(AOS)谱线观测程序为例,按以下要点: * 谱线观测的数据记录; * 声光频谱仪谱线观测程序软接口; * 接收机边带参数选择和频率综合器频率的自动设置; * 谱线校准观测; * 谱线成图观测; * 谱线观测程序的主要词汇; * QUICK—LOOK程序; 较系统地介绍了13.7米望远镜谱线观测程序的结构和功能,对谱线观测、校准过程,以及观测数据的处理和记录数据的物理含义作了说明。     

基于ROACH的Zoom-PFB设计与实现

简述了基于ROACH和Xilinx System Generator平台的接收机数字后端系统的设计与实现。介绍了Zoom-PFB算法原理,讨论了该算法的核心部分低通滤波和抽取的现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)实现。针对谱线观测局部高精度分辨率的需要,给出了将400 MHz带宽分为带宽25 MHz的16个通道,对其中任一通道做通道数为6 k、频率分辨率为4 k Hz的频谱细化系统的具体设计方案。在实验室条件下,对该数字后端的性能进行了分析和测试,并以4.5 m口径X/Y结构天线进行银道面中性氢谱线观测检验其应用效果,验证了方案的可行性。     

上海天文台25 m射电望远镜首次单天线脉冲星观测

介绍上海天文台25 m射电望远镜首次单天线脉冲星观测。2010年4月23日,使用上海天文台位于佘山观测基地的25 m射电望远镜对脉冲星J0332+5434在L波段进行了观测,此次观测使用VLBI终端进行数据采集记录,通过对观测数据进行非相干消色散和周期折叠,成功获得目标源的平均轮廓。此次观测的成功,表明该天线具备开展单天线脉冲星观测的条件,并为上海天文台建设中的65 m天线的天文观测提供了参考,为将来自主研发脉冲星终端进行了技术储备。     

VLBI软件相关处理机脉冲星信号脉冲轮廓搜索算法

VLBI观测比单天线观测拥有更高的角分辨率,在脉冲星观测,尤其是成图和定位研究中有着重要的作用。相关处理机在进行脉冲星信号处理时,首先必须知道脉冲信号到达时刻、脉冲星相位及脉冲宽度等脉冲轮廓信息。研究了利用脉冲信号自功率谱来绘制脉冲星轮廓图的算法,此算法只需对单站信号进行频谱分析就可确定脉冲位置和宽度,然后在VLBI软件相关处理机中完成脉冲信号的相关计算。实际的VLBI数据相关处理结果表明,用上述方法可准确获得脉冲星的轮廓。     

上海天文台65米射电望远镜谱线观测及数据校准

谱线观测是上海天文台65 m射电望远镜的主要观测手段之一,在和美国国家射电天文台联合研制脉冲星和谱线观测终端的基础上,开发了观测控制软件,设计了流量定标的硬件和软件,开发了频率校准程序。经过大量的观测测试,证明观测和数据校准系统的有效性,并于2015年下半年对国内用户开放,取得了大量的观测结果。详细介绍本终端的组成和功能,观测控制软件的流程,结合观测数据介绍流量定标和频率校准的处理方法和结果,并给出下一步的工作计划。     

大质量分子云核的CO同位素搜寻

使用紫金山天台１３．７ｍ望远镜上新安装的ＳＩＳ系统,对６４个高色指数ＩＲＡＳ源和水脉泽源进行了ＣＯ同位素＾１３ＣＯ和Ｃ＾１８ＯＪ＝１－０的搜寻,并对部分源作了成图观测,结果在６原中全部测到了这一谱线对,而＾１３ＣＯ的辐射一般较强,说明与稠密分子区成协,其中约６０个源为首次作ＣＯ同位素谱线对巡测,用高期拟合导出了天线温度、线心速度和谱线全半宽,对辐射强度、谱线特征进行了初步分析。     

乌站25m射电望远镜天线效率自动测量的软件实现

经常测量天线参数对于改进天线性能以及联测和单天线观测的数据处理都是至关重要的。以前的记录仪手工测量方式,非常繁琐和低效率,不利于对测量结果进行有效的统一管理和深入分析。根据天线效率的测量为例,在PC和Windows2000/XP软硬件平台下统一编程,集成实现天线参数测量的自动化、操作的人性化以及数据分析和曲线拟合的可视化。这将大大降低人工,提高测量效率,更好地保证天线的可靠、高精度的运行以及观测数据的处理。     

大质量分子云核的CO同位素搜寻

使用紫金山天文台 １３．７ ｍ望远镜上新安装的 ＳＩＳ系统,对 ６４个高色指数 ＩＲＡＳ源和水脉泽源进行了 ＣＯ同位素１３ＣＯ和 Ｃ１８Ｏ Ｊ＝ １－０的搜寻,并对部分源作了成图观测．结果在 ６４个源中全部测到了这一谱线对,而１３ＣＯ的辐射一般较强,说明与稠密分子区成协,其中约６０个源为首次作ＣＯ同位素谱线对巡测．用高斯拟会导出了天线温度、线心速度和谱线全半宽．对辐射强度、话线特征进行了初步分析．     

基于分布式控制的天线闭环控制系统设计和实现

给出了天线阵列系统中单天线闭环控制系统的模型,对于同步跟踪某种信号源进行射电天文观测的天线阵列系统而言,具有通用性、可配置性和良好的可扩展性.     

分子云ORION—IL的CH3CN Jk=6k—5k谱线的观测

使用名古屋大学４米毫米波射电望远镜于１９９５年１月对对分子云ＯＲＩＯＮ－ＩＬ区域的ＣＨ３ＣＮＪｋ＝６ｋ－５ｋ谱线进行了观测，得到了该区域的５点的谱线。该谱线的观测为青海站１３．７米毫米波射电望远镜提供了又一条可供观测的分子谱线。     

分子云ORION-KL的CH_3CN J_K=6_K-5_K谱线的观测

使用名古屋大学4米毫米波射电望远镜于1995年1月对分子云ORION-KL区域的CH_3CN J_K=6_k—5_k谱线(110GHz)进行了观测,得到了该区域的5点的谱线(grid=2角分)。该谱线的观测为青海站13.7米毫米波射电望远镜提供了又一条可供观测的分子谱线。     

色球耀斑Hα谱线轮廓不对称性研究

Hα谱线轮廓的不对称性是色球耀斑光谱观测中的重要特征,也是耀斑动力学过程的重要观测事实之一．以紫金山天文台太阳光谱仪的观测资料为依据,给出Hα谱线不对称性的典型轮廓．在考虑氢原子非热激发、电离的作用下,经验性地计算了不同大气模型下谱线的不对称性特征,并在此基础上,对观测谱线进行半经验的研究．结果表明, 色球区的向下运动能够产生Hα谱线的红、蓝不对称性,并可以再生具体耀斑的谱线不对称性特征．此外,不仅非热粒子的能流、谱指数大小以及速度场所处的高度对谱线轮廓有影响,耀斑大气的背景模型对谱线的轮廓也有一定的影响．     

X和γ天文谱线观测结果的可靠性

各种现行被采用的估计太阳和宇宙X及γ谱线观测结果显著性的方法都缺乏可靠的根据,都分别系统地高估(或低估)了测得谱线的统计可靠性,即低估(或高估)了测得的谱线系由连续能谱背景统计涨落而来的可能性.本文导出了一个估计观测结果显著性的公式,并用蒙特卡罗模拟的结果验证了它的正确性.应用本文的方法我们重新估算了一些X及γ谱线观测结果的可靠性.     

基于高性能芯片的射电天文厘米-分米波谱线观测方法

谱线观测在天文领域起着至关重要的作用,较高的频谱分辨率可以为研究天体细节带来便利,但在高频段谱线观测领域,使用传统的采样方法实现较高的谱线分辨率十分困难。目前,一种利用高性能芯片实现的用于射电天文厘米-分米波谱线观测领域的新方法克服了传统方法的诸多弊端,使用较低的采样带宽就可实现较高的频谱分辨率。这是一套完整的采集、处理、存储方案。首先将高频信号进行模拟下变频处理,再将处理过的低频信号交由上位机软件进行快速傅里叶变换、积分处理,最后保存成需要的文件格式。整个系统的采集参数由观测者通过上位机软件进行配置。     

关于单天线跟踪指向校准和双天线基线校准的探讨

阐述了CSRH的跟踪指向校准和天线对基线校准的方法.通过利用观测射电星Cassiopeia A或Cygnus A找出流量最大点以校准天线指向,跟踪观测GPS卫星或射电星,并借鉴Korean Solar Radio Burst Locator(KSRBL)系统的8参数校准法校正由天线安装引入的误差,校准后误差RMS值可小于22".在完成上述单天线指向跟踪校准后,应用阐述的算法可校准天线对基线误差.     

太阳大气中氢原子的赖曼谱线

氢是太阳大气中最主要的元素。氢原子的赖曼(Lyman)谱线,尤其是赖曼阿尔法(Ly-α)谱线的辐射,是太阳色球和低过渡区能量损失的主要形式。在太阳的赖曼α像中,网络组织的辐射比较强,而辐射最强的地方是活动区。由于存在辐射转移效应,在宁静区,低阶赖曼谱线的谱形中央一般会形成一个凹陷,而在中央两侧则形成两个峰,两峰往往呈现出一定的不对称性。数值模拟和观测研究表明,赖曼谱线双峰的不对称性与高层大气中各种系统性流动有关。在太阳活动区,赖曼谱形在谱斑区与在宁静区类似;而在黑子区,赖曼谱形几乎没有中央凹陷。赖曼谱形也可用于诊断日珥、耀斑和日冕物质抛射等结构和现象的等离子体特性。该文回顾了赖曼谱线的观测历史,阐明了观测与模拟结果所揭示的物理过程,并结合笔者的认识进行了相应的评论。     

Linux操作系统下射电望远镜控制软件的开发

Linux操作系统具有许多Windows操作系统无可比拟的优点.天线控制单元是射电天文观测设备的一个重要组成部分.本文主要介绍了Linux操作系统下基于QT4的射电天文望远镜控制软件的设计与实现,重点介绍了应用QT4的信号与槽机制实现软件的系统结构及集成设计.