如何使用电子星图控制EQ6Pro赤道仪的GotoStar功能

目前很多天文爱好者都购置了苏州信达公司生产的EQ6Pro赤道仪,无论是目视还是拍摄,它16千克的载重量与高精度的跟踪能力,都使不少同好深感其非常“给力”。优良的性能,也是许多欲购赤道仪朋友心仪的产品。我就该型号赤道仪如何在电子星图指挥下实现GotoStar,与大家分享一下心得。     

OH／IR星的绝对K星等与距离

本文计算了一批ＯＨ／ＩＲ星的绝对Ｋ星等Ｍｋ，对ＯＨ／ＩＲ星的Ｍｋ和距离ｄ作了讨论。发现当Ｋ较亮时，Ｍｋ为一常数；当Ｋ较暗时，Ｍｋ较离散且呈现一定的变化趋势。本文还拟合得到了一个由Ｋ星等求距离的经验公式，并由此公式计算了一批ＯＨ／ＩＲ星的距离。最后，对所得结果进行了解释和讨论。     

基于ASCOM标准的天文电动调焦器设计

随着天文技术的不断发展,远程观测和自主观测逐渐成为天文观测的主流趋势,自动调焦技术也越来越受到重视.电动调焦器是天文望远镜不可或缺的附属设备,是实现自动调焦的关键设备.为实现云南天文台丽江观测站10英寸米德望远镜的自动调焦,自行研发了一套天文电动调焦器,设计相关控制电路,制定串口通信协议,并编写了一套开源天文公共对象模...     

基于优先策略的动态选星算法

论述了LAMOST巡天观测战略系统(SSS)中观测策略的实现方法选星算法问题．以国外SDSS望远镜为例介绍了静态选星算法，分析了其不足之处，并结合LAMOST望远镜的特点，提出了一种新的选星算法-“动态选星”算法．动态选星算法基于优先策略原理，可以在满足覆盖完备性的基础上，优化观测效率，并能方便地兼顾观测条件的约束．给出了算法的原理和框架描述，并针对算法进行了模拟计算，证明了算法的有效性．另外需要指出的是动态选星算法不仅适用于LAMOST，它可以普遍地应用于多目标光纤望远镜的巡天选星．     

利用星敏感器的卫星及星座自主定轨方法研究与应用

卫星自主定轨是卫星自主导航中的关键技术,其概念是指卫星在不借助地面站系统测控情况下直接在星上实现轨道参数的自主确定,实时确定卫星飞行的位置和速度.国际上已提出了诸如利用星敏感器测量、地球磁强计测量、利用掩星时刻测量以及近年来非常热门的利用X-ray脉冲星信号相位测量等多种算法来实现卫星自主导航.其中利用星敏感器测量的自主导航方法具有成本低、研制周期短、可观测条件强以及观测设备技术成熟等优点,其可行性和经济效益比较突出,是一种非常值得采用的自主导航方法.国内外对星敏感器自主导航的研究,基本还是原理方法的论述以及简单仿真验证研究.本论文对卫星利用星敏感器的自主导航算法进行了研究,通过建立逼真的卫星运行平台,充分考     

基于100 nm砷化镓pHEMT工艺的C波段宽带低噪声放大器芯片

作为射电天文接收机系统的关键器件, 低噪声放大器的噪声和增益性能对接收机系统的灵敏度有重要影响. 采用100nm砷化镓赝配高电子迁移率晶体管(pseudomorphic High Electron Mobility Transistor, pHEMT)\lk工艺, 研制了一款可覆盖C波段(4--8GHz)的低噪声放大器(Low Noise Amplifier, LNA). 所设计的LNA采用3级共源级联放大拓扑结构, 栅极、漏极双电源供电. 常温下测试表明, 该LNA在4--8GHz频段内平均噪声温度为\lk60K, 在5GHz处获得最低噪声温度50K, 通带内增益($31\pm1.5$)dB, 输入输出回波损耗均优于10dB, 芯片面积为$2.1\times1.1$mm², 可以应用于C波段射电天文接收机以及卫星通信系统等.     

基于GPS与三轴磁强计的联合导航算法

为了修正近地轨道(小于1000 km)地磁场模型,提高导航的精度,在地磁导航系统中引入GPS作为一个新的测量设备,提出了一种基于三轴磁强计与GPS的联合导航算法．该算法取卫星的位置和速度向量作为状态向量,建立状态方程;取卫星周围的磁场强度和GPS接收的信号作为观测量,建立观测方程;并以GPS确定的轨道状态量为标准量,去估计磁场模型参数的修正量,构成冷备冗余导航算法．仿真结果表明,提出的导航算法对轨道位置的估计误差小于50 m,速度的估计误差小于0．1 m／s,导航算法的精度和收敛性都优于使用单一地磁导航的系统．     

一种基于MUSIC算法的天地波识别方法

基于我国BPL长波脉冲信号的特征,利用MUSIC(多信号分类)算法对BPL天、地波延迟进行估计,实现天、地波识别。对传统谱估计IFFT(快速傅里叶逆变换)算法和现代谱估计MUSIC算法进行了仿真和比较,结果表明,这两种方法在较低信噪比条件下可有效分离天、地波,且识别误差都能控制在±5μs内,但MUSIC算法比IFFT算法具有更高的精度和分辨率。     

基于机器学习的单脉冲搜索候选体识别对FAST观测CRAFTS数据的应用研究

单脉冲搜索作为脉冲星探测的有力工具,在探测旋转射电暂现源以及快速射电暴中扮演着重要角色。为了从海量的射电巡天数据中快速筛选出最有价值的单脉冲搜索候选体,候选体识别已经从早期启发式阈值判断发展到基于机器学习自动识别。对于FAST观测,研究了基于机器学习的单脉冲搜索候选体识别应用到CRAFTS (the commensal radio astronomy FAST survey)超宽带脉冲星数据的性能表现。在评估过程中,使用单脉冲事件组识别(SPEGID)和单脉冲搜索器(SPS)两类自动识别方法,通过7种不同机器学习分类器对CRAFTS基准数据集产生的单脉冲搜索候选体进行自动识别;作为对比,也使用了启发式阈值判断的方法 (RRATtrap和Clusterrank)。结果表明,SPEGID具有最好的性能表现(最高的F1-score值95.1%、次高的召回率95.4%、最低的假阳性率4.7%),SPS具有最快的筛选速度(平均每小时筛选4 010个候选体)。通过对比分析结果,探讨了如何基于FAST观测数据开展高效的单脉冲搜索候选体识别。     

基于积分视场单元的三维天文成像光谱技术

近年来,三维成像光谱技术主要是发展和采用积分视场单元方法,即将枧场内的展源目标连续切割成若干单元,重新排列后进入光谱仪器,同时获得展源的高分辨率三维数据立方体(x,y和λ).相对于传统的技术方法,这种基于积分枧场单元的三维成像光谱技术进行一次观测可以同时获取天体各处的二维空间信息和光谱信息.采用积分视场单元虽然在光谱数据处理上会带来很多困难,但由于其在观测时间和效率上具有明显的优点,因此值得采用.该文简要介绍了三维成像光谱技术的原理;评述了目前实现三维成像光谱的三种不同类型的技术系统:小透镜阵系统、光纤加小透镜阵系统、像切分器系统,重点介绍了像切分器系统的有关情况;最后展望了三维成像光谱技术在天文学上的应用.     

从《大统通占》星表重新考察明初的恒星观测---兼论传统星官的变化

《大统通占》是明初钦天监编纂的占书,其中保存了一些明初恒星观测数据.试图以此重新考察明初的恒星观测情况.首先,分析了该书的成书年代,指出其应完成于永乐四年至二十三年之间.然后,以依巴谷星表(2007)为标准,对该书记载恒星数据的赤纬误差进行傅里叶分析,发现这些数据应观测于洪武年间,且其精度达到明末以前星表的最高水平.另外,梳理了明初钦天监观测恒星的条件,认为其观测水平的提高与郭守敬对仪器的改进措施密切相关.最后,对这份精密星表的研究也进一步揭示了古代星官发生的历史变化.     

基于智能优化算法的小天体初轨确定

经典的初轨确定方法包括Laplace方法和Gauss方法以及它们的各种变化形式. 除这些经典方法之外, 基于当今光学观测数据的特点, 学者们也陆续提出了一些其他的初轨确定方法, 包括双r (目标距离观测者的距离)方法和可行域方法. 双r方法的一种实现方式是通过猜测某两个时刻(通常是定轨弧段的首、末时刻)目标离观测者的距离, 结合观测者在空间中的位置矢量, 即可求解相应的Lambert弧段作为目标轨道的初始猜测. 进一步, 以其他观测时刻的RMS (Root Mean Square)为优化变量可以改进初始猜测从而确定初轨. 可行域方法则是针对一组初始观测参数(包括赤经、赤纬及其变率), 根据一些初始假设将目标(离观测者的)距离及其变率约束在可行域内, 并通过三角划分逐步逼近的方式寻找到使观测RMS最小的猜测解. 针对一系列模拟观测数据以及实测数据, 将智能优化算法(粒子群算法)应用于这两种初轨方法, 并将结果与改进的Laplace算法的结果进行比较. 由于双r方法不仅可以用于短弧定轨还可用于长弧关联, 所以进一步给出了针对长弧段数据的关联结果.     

基于改进VNet太阳暗条检测方法

太阳暗条作为太阳大气磁场的示踪,对研究太阳磁场有极其重要的意义。针对现有的暗条检测方法存在检测精度不高,弱小暗条错检、漏检等问题,提出一种基于改进VNet网络的太阳暗条检测方法。首先,使用大熊湖天文台Hα全日面图像并结合磁图制作了太阳暗条数据集;其次,在VNet网络下采样部分采用Inception模块融合不同尺度特征图的特征,同时加入注意力机制增强特征图中暗条部分的语义信息;最后在上采样部分引入深度监督模块,更多地保留太阳暗条的细节特征。为验证算法性能,采用191幅Hα全日面图像数据集,其中包含暗条共3372条。算法在测试数据集上平均准确率达到0.9883,F1值达到0.8385。实验结果证明,该方法可以有效识别Hα全日面图中的暗条。     

An Orbital Prediction Algorithm for LEO Satellites Based on Optical Observations of Short Arcs at Single Station

The forecasting technique of the target tracking based on the short arcs at single station is an important way to guarantee that high-precision photoelectric theodolites can normally track and capture the targets in unconventional environments. We construct the tracking prediction algorithm based on nonlinear filter, which can provide the guiding data for the closed loop tracking under normal circumstances. At the same time we also construct the target prediction algorithm based on the nonlinear transformation, without valid observational data, which can provide a track guidance for the theodolite and ensure that the targets will not be lost. It is demonstrated that the nonlinear filtering is more effective than the EKF (extended Kalman filter) in the tracking prediction algorithm of the short arcs at single station. The results indicate that the nonlinear filter designed in this paper can be used as the guiding algorithm for the optical tracking equipments. And its guiding accuracy is in the same order of magnitude of the theodolite's random measurement accuracy. When the systematic error of the equipments reaches 50″, the accuracy can achieve 20″ for predictions in 60 s. This still satisfies the requirement of the field of view of the tracking equipments.     

Estimation of Distribution Algorithm for Initial Orbit Determination of Too-short-arc Based on Kernel Density Estimation

A new approach of the initial orbit determination for too-short-arc with angular measurements is implemented by building the probabilistic model in the solution space with the estimation of distribution algorithm. Without any assumption about distribution, the non-parametric kernel density estimation is employed in the model building. The method, unlike other evolutionary algorithms, such as the genetic algorithm and particle swarm optimization, considers the fitness as well as the characteristics of the solution space. Numerical experiments with real observations indicate that without any constraints, the proposed technique has a good performance for the observations of usual accuracy.     

基于Broyden方法的不对称与对称周期解延拓算法与应用

考虑周期解的数值延拓问题并提出基于Broyden拟牛顿法来延拓周期解的一种有效算法,先后以布鲁塞尔振子、平面圆型限制性三体问题(Planar Circular Restricted Three-Body Problem, PCRTBP)的周期解为例进行了验证.这里的Broyden方法包含线性搜索、正交三角分解求线性方程组的步骤.对一般的周期解,周期性条件方程组中含有周期作为待延拓参数,可用周期来决定积分时长,将解代入周期性条件得到积分型的非线性方程组,利用Broyden方法迭代延拓直至初值收敛.根据两次垂直通过一个超平面的轨道是对称周期轨道的性质,可采用插值的方法求得再次抵达超平面的解分量,得到周期性条件方程组,再用Broyden方法求解.结合哈密顿系统的对称性和PCRTBP周期轨道的一些分类,对2/1、3/1的内共振周期解族进行了数值研究.最后,对算法和计算结果做了总结和讨论.     

ASO-S卫星基于太阳导行镜的高精度高稳定度姿态控制系统

先进天基太阳天文台(Advanced Space-based Solar Observatory, ASO-S)卫星姿控分系统的主要任务是实现高精度、高稳定度对日指向控制. ASO-S卫星的科学载荷中,白光望远镜(White-light Solar Telescope, WST)前端配置了太阳导行镜(Guide Telescope, GT)稳像系统,利用正交分布光电二极管组成的边缘探测器测量导行镜光轴与太阳中心的偏差角.提出了一种将GT测量值引入姿态控制闭环的控制方法:利用星敏陀螺定姿算法获得卫星-太阳方向姿态偏差, GT测量值确定非卫星-太阳方向姿态偏差;以4斜装反作用轮组为执行机构,进行三轴零动量稳定姿态控制.通过数学仿真验证,基于GT测量值的姿态控制器在非卫星-太阳方向的绝对指向精度优于2′′、相对姿态稳定度优于1′′/60 s,满足ASO-S卫星高精度高稳定度的对日指向要求.