怀柔太阳观测基地三通道太阳望远镜局域网内远程观测终端系统设计

利用怀柔三通道太阳磁场望远镜对太阳进行多层次同步观测可以同时获得日面不同层次的活动图像,这对于更好的理解太阳物理有着重要意义.本文基于怀柔三通道太阳磁场望远镜开发了在局域网内能够对三通道CCD进行同步观测的远程终端观测系统,并通过此系统实现了怀柔基地三通道望远镜和小磁场望远镜的协同观测.系统设计采用vc.net集成开发环境,使用TCP/IP协议,通过套接字网络编程,对三通道太阳望远镜的三个CCD进行同步远程控制,目前系统已经在局域网内实现了图像数据和相机控制命令的传输等远程观测功能,大大降低了观测成本,并取得了初步的观测结果.     

太阳软X射线及观测技术

作为未来中国空间太阳望远镜的一个组成部分，太阳软Ｘ射线望远镜正在酝酿之中。本是对这方面的一个初步调研报告，共分三个部分：软Ｘ射线高分辨观测的课题意义和简史；软Ｘ射线谱及其研究的一般性背景；软Ｘ射线望远镜及成像技术。在此基础上，下篇章将论及未来中国空间太阳软Ｘ射线望远镜的几点考虑。     

我国第一座水上太阳观测站在北京建成

北京天文台在北京北郊怀季水库建成我国第一座水上太阳观测站,太阳磁场望远镜也已安装完毕,投入实测工作。 怀柔太阳观测站是经过了认真选址,严格论证后于1982年开始兴建的.它是开展太阳光学观测比较好的地点,具有以下三个特点: 1.在太阳磁场望远镜的东、南、西三面环有1—2公里的水域,从而获得好的大气条件.     

太阳物理前沿的新进展

本文就近年来太阳物理前沿课题中以下5个方面的主要进展作一简要的综述;(1)太阳观测仪器;(2)耀斑物理研究;(3)太阳磁场的观测和研究;(4)太阳上各种振荡的观测和研究;(5)太阳活动周期的研究。此外,对今后的发展趋势和展望也进行了讨论。     

太阳宁静区磁元的空间结构

利用怀柔太阳磁场望远镜,我们对太阳宁静区光球和色球磁场进行了观测。日面中心到边缘的观测表明,太阳宁静区中的小尺度磁结构在从光球到色球的扩展过程中变化不大。日面边缘的观测表明,小尺度磁结构的水平分量在光球和色球都不大。对极区和赤道边缘纵向磁场的比较发现,极区磁场与赤道边缘磁场有着不同的磁结构特性     

太阳硬X射线成像望远镜模拟研究

调制准直器型太阳硬X射线成像望远镜是目前较为通用的太阳观测设备.空间调制望远镜是基于中心轴不旋转的望远镜,适用于3轴稳定的卫星.针对我国可能的太阳观测计划,给出并比较了两组空间调制望远镜的配置方案,然后利用GEANT4高能物理通用软件模拟实际光子的计数情况,使用MATLAB实现图像重建.比较模拟光子计数得到的重建图与几...     

红外波段太阳观测技术方法研究

1m红外太阳塔是我国未来重点发展的地面太阳观测设备 ,本文的所有工作均围绕着与此相关的红外波段太阳观测技术方法展开。1 .针对望远镜实验平台—云台太阳光谱仪 ,建立了光谱仪分光流量模型 ,并用多种实验手段验证了其可靠性。利用该模型计算了FeⅠ 1 .56μm红外太阳光谱的分光流量 ,分析了实验观测的可行性及改进方案。2 .针对探测器实验平台—PtSi红外焦平面阵列相机 ,建立了FeⅠ 1 .56μm光谱观测信噪比模型 ,模拟了各种噪声对观测的影响。在此基础上 ,在国内首次成功进行了FeⅠ1 .56μm红外太阳光谱的面阵观测实验。3 .在红外观测实验所处的高背景低对比度条件下 ,讨论了红外太阳光谱观测的图像处理方法 ,分析了观测中出现的干涉条纹的来源及解决办法 ,初步建立起了一整套红外太阳光谱与成像的定标方法和图像处理方法。4 .首次利用PVA材料 ,设计研制了一套FeⅠ 1 .56μm近红外Stokes参量偏振仪 ,并将该偏振仪安装在美国国立天文台McMath望远镜上进行了观测实验。针对一太阳黑子 ,通过扫描进行了二维的Stokes参量观测。同时建立了一套从Stokes参量反演磁矢量场的方法 ,并将反演的结果与怀柔太阳磁场望远镜的观测结果进行了比对。5.针对 1m红外太阳塔的太阳光谱仪系统 ,给出了垂直多波段光谱仪和红外     

90年代太阳模型和太阳震荡研究进展（Ⅱ）：太阳振荡研究进展

太阳振荡研究现已成为研究太阳内部性质的新手段,也成为检验太阳模型的造时输入物理参量的最重要工具,９０年代以来理论与观测日震频率的差别已随输入物理参量及太阳振荡理论的改进而大为减少。可是现有的差别仍远大于观测误差。     

太阳光谱望远镜的Stokes光谱测量

中国科学院云南天文台"太阳Stokes光谱观测与理论研究”团组自进入国家天文观测中心以来,经过一年多的努力,对50cm太阳光谱望远镜原偏振测量部分进行了彻底改造,由原来的D.C.调制改为A.C.调制,且增加了偏振测量校正系统.其机械,电控设计和加工于2000年2月完成,3月完成了光学调试,4月上旬完成了偏振解调和图像处理的软件编制.自2000年4月下旬以来,对23周峰年出现的部分活动区进行了较为成功的斯托克斯光谱测量,其偏振测量精度可达2×10-3,已接近国际水平,为该团组开展的课题研究打下了良好的基础.以此望远镜与怀柔观测基地太阳磁场望远镜相配合,将使我国太阳矢量磁场和速度场的研究更上一个台阶.给出了偏振测量的具体方法和部分测量结果.尽管取得了以上的成绩,但在近期内将对该偏振测量方式作进一步改进,用双光束分析代替单光束分析,使偏振测量精度提高到5×10-4,从而使之不仅能在活动区而且也能在宁静区得到矢量磁场的信息,不仅如此,还可对太阳第二光谱进行测量,提高我们依托该望远镜进行研究的广度和深度.     

太阳物理光学仪器的新进展

对过去三年来（１９９０．９－１９９３．８），太阳物理光学仪器的进展作了简要的综述。它主要包括高空间分辨率设备，磁像仪和偏振器，两维光谱仪，大型望远镜和大型观测网，以及空间系统等五个方面。这些进展表明，太阳物理的观测技术和方法正外在具有历史意义的重大转变之中，即运用并推动现代光学，现代接收与处理系统，以及空间技术的重大发展的历史阶段。     

构建虚拟太阳天文台的中国数据结点

随着不断对太阳展开多波段观测以及Web Services等新兴IT技术的应用,虚拟太阳天文台(VSO)应运而生.它基于Web Services技术,是解决异地异构海量多波段数据访问和获取的一种有效工具.在将VSO技术实现的方法引入中国天文界、空间物理、地球物理等领域的基础上,以怀柔太阳观测站(HSOS)为基点,设计了怀柔数据结点,并实现了与VSO系统的整合,为中国其他站点联入VSO提供了实例.     

太阳半径测量与研究进展

太阳半径是指从太阳球心到光球层外边界的距离。测量太阳半径历史悠久,系统性测量始于19世纪,其标准值为959.6300。主要有以下几种测量方法：(1)子午圈测量;(2)日食和水星凌日;(3)望远镜漂移扫描技术;(4)等高方法;(5)卫星角距离测量。对于太阳半径的研究,主要集中在以下三类观点：一是认为太阳半径在缩小;二是认为太阳半径基本没有变化;三是认为太阳半径变化与一些太阳活动指数有关联,并具有自身的运动规律。太阳半径是否变化,如何变化,目前尚无定论。首先介绍了太阳半径,回顾了太阳半径的观测方法;接着介绍了目前太阳半径的主要研究观点;最后对将来的研究提出一些看法。     

红外波段太阳观测技术方法研究

1m红外太阳塔是我国未来重点发展的地面太阳观测设备，本文的所有工作均围绕着与此相关的红外波段太阳观测技术方法展开。1．针对望远镜实验平台－云台太阳光谱仪，建立了光谱仪分光流量,工用多种实验手段验证了其可靠性。利用该模型计算了Fe Ⅰ1.56μm红外太阳光 谱的分光流量，分析了实验观测的可行性及改进方案。2．针对探测器实验平台－PtSi红外焦平面阵列相机，建立了FeⅠ1.56μm光谱观测信噪比模型，模拟了各种噪声对观测的影响。在此基础上，在国内首次成功进行了FeⅠ1.56μm红外太阳光谱的面阵观测实验。3．在红外观测实验所处的高背景低对比度条件下，讨论了红外太阳光谱观测的图像处理方法，分析了观测中出现的干涉条纹的来源及解决办法，初步建立起了一整套红外太阳光谱与成像的定标方法和图像处理方法。4．首次利用PVA材料，设计研制了一套FeⅠ1.56μm近红外Stokes参量偏振仪，并将该偏振仪安装在美国国立天文台McMath望远镜上进行了观测实验。针对一太阳黑子，通过扫描进行了二维的Stokes参量观测。同时建立了一套从Stokes参量反演磁矢量场的方法，并将反演的结果与怀柔太阳磁场望远镜的观测结果进行了比对。5．针对1m红外太阳塔的太阳光谱仪系统，给出了垂直多波段光谱仪和红外大色散光谱仪的光、机初步设计。6．针对1m红外太阳塔的科学目标，提出了多波段光谱仪探测器系统方案，对红外大色散光谱仪所使用的红外探测器也进行了初步方案设计。     

90年代太阳模型和太阳震荡研究进展(II):太阳振荡研究进展(英)

太阳振荡研究现已成为研究太阳内部性质的新手段,也成为检验太阳模型构造时输入物理参量的最重要工具。90年代以来理论与观测日震频率的差别已随输入物理参量及太阳振荡理论的改进而大为减小,可是现有的差别仍远大于观测误差。由日震反演可对太阳内部对流区、表面氦丰度及自转随纬度和径向的分布都有更多了解。太阳振荡的湍动随机激发及激发源的位置都已得到研究,不过现在问题还未完全解决。今后一方面要探测更多的振动方式,另一方面也需要解决不同观测者得到的结果存在系统差的问题,而最外层的非绝热现象及理论与观测存在差别仍是最关键的难题。     

欧洲球载太阳望远镜SUNRISE及相关研究成果简介

利用发射到平流层的球载太阳望远镜来观测太阳磁场演化和监视太阳活动有着得天独厚的优势.首先,在平流层中,球载太阳望远镜对太阳的观测不受来自地球对流层大气中天气现象的干扰,处于无视宁度影响的环境中,这为获取高质量的太阳图像提供了优越的条件.其次,平流层的空气已经十分稀薄,对紫外线的吸收也大大减弱,球载太阳望远镜能够在近紫外...     

太阳软X射线观测进展

太阳软x射线观测在太阳物理的研究中，特别在日冕结构、磁场和日冕等离子体活动等物理现象的研究中起着重要的作用。太阳软x射线观测主要有光谱和成像观测两种．随着观测技术、方法和内容的发展，太阳软x射线观测揭示了太阳物理的许多重要的科学现象，并在预报、监测空间天气变化，预警空间灾变天气等方面也有着重要的应用．     

基于FPGA的空间太阳磁像仪自校正稳像系统研制

太阳磁像仪是开展太阳磁场观测研究的核心仪器,其中的稳像系统是空间太阳磁像仪的关键技术之一,针对深空探测卫星系统对载荷重量、尺寸限制严苛的要求,设计了基于图像自校正方法的稳像观测系统.介绍了一套基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)和数字信号处理器(Digital Signal Processor, DSP),通过基于自相关算法的高精度稳像方法设计,并结合精确偏振调制、准确交替采样控制等系统软硬件设计,克服由于卫星平台抖动、指向误差等因素造成的图像模糊,实现实时相关、校正、深积分的稳像观测系统.针对像素尺寸为1 K×1 K、帧频为20 fps的CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)探测器,实现了1像元以内的实时稳像观测精度.在完成实验室测试后, 2021年6月18日在国家天文台怀柔太阳观测基地35 cm太阳磁场望远镜上开展了实测验证,结果表明该系统能够有效地完成太阳磁像仪自校正稳像观测,获得了更高分辨率的太阳磁场数据.稳像系统的成功研制不仅可以为深空太阳磁像仪的研制提供轻量化、高...     

太阳辐照的观测研究进展

太阳总辐照是指在地球大气层顶接收到的太阳总辐射照度,也叫"太阳常数",但它实际上并非常数。太阳总辐照随波长的分布即为太阳分光辐照。太阳辐照变化的研究,对理解太阳表面及内部活动的物理过程、机制,研究地球大气、日地关系,解决人类面临的全球气候变暖的挑战等,都具有重要意义。首先简单介绍了太阳辐照,回顾了太阳辐照的空间观测;接着介绍了观测数据的并合,以及对合成数据的一些研究;然后讨论了太阳辐照变化的原因,简述了太阳总辐照的重构及其在气候研究上的一些应用,并进行必要的评论;最后对未来的研究方向提出了一些看法。     

高分辨率太阳图像重建方法

高空间分辨率的太阳观测数据有助于深入研究太阳大气现象、太阳物理基本问题。地基大口径太阳望远镜常通过自适应光学技术和图像重建技术获取高空间分辨率图像。目前太阳图像重建技术主要有斑点成像术和斑点相位差法两类。介绍了斑点成像术中几类方法的原理,阐述了斑点成像术重建太阳像的流程以及几个关键步骤,介绍了多帧盲反卷积和相位差法的原理,比较了斑点成像术和斑点相位差法的特点,最后阐述了它们在太阳高分辨率观测中的应用和发展趋势。     

太阳望远镜的历史与今天（下）

为什么太阳望远镜的口径较小？ 太阳望远镜的成像系统是通过透镜或凹面反射镜把太阳像成在焦点上,在焦平面后面通常接有分光设备及探测器。因为不再有目视观测,专业的太阳望远镜已经不再配有目镜。太阳望远镜的性能也不再用倍数,而是用分辨本领来描述。一般来讲,望远镜的口径越大,分辨本领越大,我们看到的太阳就更加清楚。