一次朝圣的旅途——参观LAMOST望远镜

首次获悉我国正在筹建全球最大的大视场光纤光谱望远镜（LAMOST）已是几年前的事情了,这一在世界上领先的项目立即引起了我的关注。随后,通过网络、《天文爱好者》杂志等渠道,逐步加深了对它的了解。这一次,我非常荣幸地参加了由“北京市青少年科技俱乐部”组织的参观LAMOST望远镜的活动,得以第一时间目睹它的风采。     

基于MYSQL/LINUX 的LAMOST数据库设计与实现

大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜（LAMOST）将被建成，在投入使用之前设计开发出全自动处理光谱的软件系统是必需的。完善的数据库系统是该光谱处理软件不可缺少的一部分。本文分析了LAMOST对数据库的需求，设计并实现了基于MYSQL／LINUX的LAMOST数据库系统并对该系统进行了初步测试。     

基于MATLAB的一维光谱可视化与分析工具的设计与实现

随着LAMOST光谱巡天项目的不断推进,积累的光谱数量已经步入千万量级。因科学研究需求或大量低信噪比光谱的不断产出,在光谱处理过程中,常涉及大量的人工识谱任务。为了方便用户高效便捷地进行人工识谱,基于MATLAB设计并实现了一套一维光谱可视化与分析工具。该工具包括谱线标识、滤波去噪、红移测量、等值宽度估算等功能。该工具操作简单、直观,在特殊天体搜寻、LAMOST "UNKONWN"光谱的人工处理等方面具有较高的使用价值。     

并行可控式光纤定位系统

给出一种可用于大天区面积多目标光纤光谱天望远镜（LAMOST）的光纤定位系统,它将望远镜焦面板分成4000个小区域,每个区域中安装一个可控式光纤定位单元,光纤由单元带动作精确定位。本讨论了系统的组成及特点,该系统可望能成功应用于LAMOST项目中。     

我们的新“眼睛”——近十年部分自主望远镜剪影

郭守敬望远镜（LAMOST）在长城之外、燕山群峰中,坐落着国家天文台兴隆观测基地的郭守敬望远镜（LargeSkyAreaMulti-ObjectF1breSpectroscopyTelescope,简称LAMOST）。这座2011年正式投入运行的巨无霸,由我国科研人员自主研制,主要任务是对天体进行“户口普查”,一次可得多至4000个天体的光谱,将成为世界上光谱获取率最高的望远镜,而且也是世界上口径最大的大视场（野）望远镜。     

LAMOST控制系统实时分布式数据库

介绍国家“九五”重大科学工程项目“大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)”中基于QNX(Quick UNIX)操作系统的实时分布式数据库的研究情况。此项研制已通过2002年7月2日由LAMOST工程指挥部组织的北京、南京和合肥三地专家的评审，并得到好评。该数据库功能强、工具丰富、操作方便，在类UNIX操作系统下实现了Windows的界面风格，可以满足LAMOST控制系统数据在线(或离线)处理、存储、程序生成表格和图形等需要，也可推广应用到其它相关领域。     

一句话新闻

2008年9月27日夜,LAMOST在调试中一次观测得到1000余条天体的光谱开始,到至今的调试观测中,LAMOST都不断地获得每次约2000多天体的光谱。用于调试观测的天体一般是亮于17等,光谱是在无云观测夜曝光至少5分钟后获得的。与国际上迄今最多一次观测只能得到600多条天体的光谱相比,LAMOST已经成为世界上光谱观测获取率最高的望远镜。     

LAMOST绘星流

近期,LAMOST特聘青年研究员,上海天文台博士后李静、国家天文台研究员刘超等人利用郭守敬望远镜(又名大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜,Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope,LAMOST)数据中的M巨星与“盖亚卫星第二次数据释放”(GAIADR2)的自行结合,第一次精确地描绘了银河系外晕中人马座星流的三维空间轨道分布。该成果已经发表在《天体物理学报》上。     

LAMOST远程无线监控系统研究

国家重大科学工程项目“大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜”LAMOST（Large sky Area Multi-Object fiber Spectroscopic Telescope）目前已经进入了安装调试阶段,在2007年即将逐步投入使用．LAMOST总控系统是一个复杂的软件工程,需要对望远镜实时监控并给维护者提供多种控制手段．随着手机成为大众日常通讯工具,利用基于GSM（GlobalSystemforMobilecommunication）网络的手机短信对LAMOST望远镜进行远程无线监控,已经成为总控系统的一种辅助监控手段．文章着重描述该系统的软硬件原理、接口、控制流以及安全性的考虑．该项研究的使用在国内望远镜控制系统中尚属首次,目前已获得国家发明专利申请号．     

LAMOST观测控制系统

LAMOST的观测控制系统将实时地与望远镜控制系统和焦面仪器控制系统一起来完成LAMOST的光谱巡天工作,同时与数据处理系统紧密联系以安排观测计划和数据处理任务。研制观测控制系统的目的是自动地完成整个光谱巡天工作,以最有效地获得科学产出。     

一种新的基于2维傅里叶谱图像的恒星光谱特征提取方法和深度网络分类应用

天体光谱分类是天文学研究的重要内容之一,其关键是从光谱数据中选择和提取对分类识别最有效的特征构建特征空间.提出一种新的基于2维傅里叶谱图像的特征提取方法,并应用于LAMOST (the Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope)恒星光谱数据的分类研究中.光谱数据来源于LAMOST Data Release 5(DR5),选取30000条F、 G和K型星光谱数据,利用短时傅里叶变换(Short-Time Fourier Transform, STFT)将1维光谱数据变换成2维傅里叶谱图像,对得到的2维傅里叶谱图像采用深度卷积网络模型进行分类,得到的分类准确率是92.90%.实验结果表明通过对LAMOST恒星光谱数据进行STFT可得到光谱的2维傅里叶谱图像,谱图像构成了新的光谱数据特征和特征空间,新的特征对于光谱数据分类是有效的.此方法是对光谱分类的一种全新尝试,对海量天体光谱的分类和挖掘处理有一定的开创意义.     

专家识谱平台的设计与实现

在利用LAMOST巡天数据进行特殊天体搜寻或样本构建,以及在处理LAMOST不断累积的低信噪比光谱时,通常需要耗费大量的时间完成人工识谱。针对这样的问题,设计并实现了一套专家识谱平台。该平台是集光谱可视化、光谱分析、多波段图像融合、多种数据挖掘算法等功能于一体的科学与科普教研平台。利用该平台,天文学家进行天体搜寻、样本构建等科学研究将变得相对容易;通过该平台,高校教师可以开展各种有天文特色的教研活动;借助群体力量,该平台将逐步消化LAMOST不断积累的未知光谱数据。     

一种基于二维算法的新颖的多目标光纤光谱数据处理流程

郭守敬望远镜(Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope,LAMOST)、斯隆数字巡天(Sloan Digital Sky Survey,SDSS)、英澳望远镜(AngloAustralia Telescope,AAT)等大多数多目标光纤光谱望远镜现用的数据处理流程都是基于一维算法的.以LAMOST为例提出多目标光纤光谱数据处理流程方法.在LAMOST现用数据处理流程中,在预处理过程之后,通过基于一维模型的抽谱算法从二维观测目标光谱数据中得到一维抽谱结果作为中间数据.后续的处理步骤都基于一维模型的算法.然而,这种数据处理流程不符合观测光谱的形成机理.因此,在每个步骤中都引入了不可忽略的误差.为了解决这一问题,提出了一种还未被用于LAMOST及其他望远镜数据处理系统的新颖的数据处理流程.重新设计安排了各个数据处理模块的顺序,各关键步骤算法都是基于二维模型的.核心算法将详细论述.此外,列出了部分实验结果来证明二维算法的有效性和优越性.     

一种基于主分量分析的减天光方法

天光是天体观测中的一种重要噪声源.减天光问题是制约多目标光纤光谱观测深度的重要因素.主分量分析(PCA)是统计学的一种分析方法,它可以用来寻找各个天光谱之间的关系,以进一步获得目标光谱中含有的天光成分.为了研究LAMOST的减天光方法,用SDSS的一组原始观测数据进行了仿真实验,实验结果表明,采用PCA方法比SDSS处理程序能够更有效地减天光.最后对PCA方法在LAMOST中的应用前景进行了展望.     

LAMOST CCD相机总控的设计与实现

大天区面积多目标光纤光谱望远镜(LAMOST)使用了16台低色散光谱仪、32台科学级CCD相机对目标进行光谱拍摄。CCD集总控制器MASTER是其32台CCD相机的中枢,它控制CCD按观测需要进行曝光、管理CCD状态和诊断相机故障。针对LAMOST相机系统的结构和UCAM控制器的特点,设计了MASTER系统;介绍了与OCS和UCAM接口的方式,并分析了对命令和状态的管理。     

LAMOST观测控制系统用户界面设计

位于国家天文台兴隆观测基地的大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)是世界上最大的、可操控的反射施密特望远镜。为了便于控制望远镜,提高观测效率,设计了观测控制系统图形用户界面。首先分析了LAMOST望远镜的控制软件体系结构,采用基于场景的以用户为中心的设计方法,对界面进行了分析和设计。使用Qt、CORBA、多线程技术和MVC模式,实现了用户界面,并对界面进行了测试。最后,用户界面得到了用户的认可,成功应用于LAMOST观测。     

The Cannon:一种基于光谱数据的恒星参数测量方法

新一代大规模光谱巡天项目产生了近千万条低分辨率恒星光谱,基于这些光谱数据,介绍一种名为The Cannon的机器学习方法。该方法完全基于已知恒星大气参数(有效温度、表面重力加速度和金属丰度等)的光谱数据,通过数据驱动来构建特征向量,建立光谱流量特征和恒星参数的函数对应关系,进而应用到观测光谱数据中,实现对恒星光谱的大气参数求解。The Cannon的主要优势为不直接基于任何恒星物理模型,适用性更广;由于使用了全谱信息,即便对于低信噪比光谱也能得到较高可信度的参数结果,该算法在大规模恒星光谱的数据处理和参数求解方面具有明显的优势。此外,还利用The Cannon得到LAMOST光谱数据中K巨星和M巨星的恒星参数。     

近代天文圆顶发展概况

综述了国内外天文圆顶的各种设计方案，比较了各种方案的性能，并介绍了为改善圆顶性能，降低造价进行的相关研究，以及为下一代巨型地面望远镜圆顶进行的预研究．结合目前正在研制的大天区多目标光纤光谱望远镜——LAMOST，简述了我国LAMOST望远镜圆顶的设计方案及其相关研究的概况。     

LAMOST子镜镀膜研究进展

对大口径光学/红外天文望远镜而言,为保障其稳定高效运行,镜面镀膜是重要的维护环节之一.镀膜质量的好坏直接影响镜面光学反射率的高低,也严重影响到天文望远镜的成像质量、观测效率.国家重大科技基础设施—大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope, LAMOST,又名郭守敬望远镜)自2009年6月通过国家竣工验收并逐步投入巡天观测,目前已进入第2个5 yr巡天计划阶段,取得近两千万的光谱产出和大批高显示度的科学成果. LAMOST共拥有24块施密特改正镜子镜和37块球面主镜子镜,为了确保在野外恶劣观测环境下镜面反射率维持在较高水平,每年要对大批子镜进行镀膜.主要介绍了镀膜需求、镀膜设备,并基于大量实验和多年的完善探索出一套可行的镀膜工艺流程,确保了LAMOST子镜极高的镀膜质量.镀膜后子镜平均反射率高达90%以上,满足了LAMOST光谱巡天的镜面反射率要求.     

基于数据仓库的星系光谱分类

大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)将被建成,会产生大量的星系光谱数据。根据天文数据的积累过程,我们设计基于数据仓库的星系光谱分类系统。文章首先介绍了星系光谱的特征,数据仓库的特点,在此基础上描述了建立基于数据仓库的星系光谱自动分类系统的步骤,并给出对该系统进行测试的结果。