基于虚拟相机的天线俯仰轴形变快速高精度测量方法研究

长期的磨损和扭转会使天线俯仰轴结构发生小尺度形变.实现这一形变的快速高精度测量,对于大口径全可动天线指向精度修正和俯仰轴健康监测具有非常重要的价值.搭建了单相机测量系统,建立了一种虚拟相机数学模型,将结构变形转为空间变换进行求解,从而提出了一种俯仰轴形变快速测量方法.实验结果表明,该方法的平移分量综合精度可达0.282...     

50米天线馈源焦点偏移补偿控制系统的设计

通过测量北京密云50m天线在不同俯仰角度下X波段馈源的焦点轴向偏移,拟合出了由于天线重力形变引起的X波段馈源的焦点轴向偏移曲线.为了补偿焦点偏移,设计了包含电流环、转速环和位置环的馈源控制系统,并基于Matlab/Simulink软件,对系统进行了仿真.仿真结果表明,本文设计的馈源控制系统能够补偿焦点偏移,且系统具有良好的动态和稳态性能.     

大口径望远镜反射面日照温度场效应实验研究

针对大口径射电望远镜主反射面在日照作用下产生温度梯度及形变问题,建立了完整的温度测量及精度评估的系统。在特定的测量条件下,利用红外热像仪测量了望远镜主反射面的温度,获得了不同时刻的温度分布情况,并得到最大温差为7.8℃。采用全息法分析主反射面的精度变化情况,得到由于温度变化导致的最大误差为0.33 mm。结果表明:温度对望远镜主反射面的精度影响较大,需采取合适的测试系统实时监测温度,并调整主反射面板以提高精度。     

FAST主动反射面健康监测系统数据处理方法研究及应用

基于FAST主动反射面健康监测系统的多传感器测点与海量监测数据,提出一种数据处理方法,对系统采集的温度、应力、风速及索力等数据进行处理;采用多项式回归分析数据相关性,辨识温度梯度对应力的影响。利用提出的数据处理方法对不同工况下圈梁结构应力、索力和温度之间的相关性进行分析。分析结果表明,圈梁结构应力与温度显著相关,且在索网未变位期间圈梁结构应力主要受温度影响,索网变位期间主要受索力影响。通过对数据的处理可识别影响结构内力的主要因素,并有效分离温度变化对应力的作用,为后期运行维护提供数据支持。     

基于DS1624的多点温度监测系统

为了减少温度变化对高精度时间比对的影响,设计了一种由带存储功能的数字温度计DS1624构建的、基于I2C总线的温度监测系统,并给出了系统的构成及软件、硬件实现方法和详细实验结果。分析表明,以温度监测系统为关键部分的温度控制系统是高精度时间比对所必要的。     

FAST促动器性能测试在线监测系统

根据FAST主动反射面需求评估了对促动器性能的要求,依促动器评估参数需求设计了针对电流、功率、温度、负载、位移、限位信号的监测系统,确定各监测信号传感器选型,完成监测系统的组装制作,并将其应用于实验,实现促动器的在线监测功能以及促动器无人值守实验,针对以往促动器实验时人工巡检故障的离线监测有很大改进,在精度以及历史信息记录上都有质的提高,进行了长期的促动器调试与监测.     

佳木斯66m射电望远镜指向精度测量及改进

指向误差是射电望远镜运行的重要性能指标之一。为保证射电流量的测量精度,一般要求射电望远镜的指向误差小于十分之一波束宽度。对佳木斯66 m射电望远镜的指向进行了大量的测量,详细分析了指向误差的分布。利用新的基本参数模型进行误差修正后,佳木斯66 m射电望远镜的指向误差仍然随方位和俯仰有较明显的变化。分析认为,这种变化趋势是方位轴与俯仰轴夹角和重力变形两个参量对方位俯仰变化的高阶项引起的。通过引入两个误差源的一阶展开项对基本参数模型进行改进,使佳木斯66 m射电望远镜的指向精度有了明显的提升,从45″改进到20″以内。     

1米太阳望远镜液压监控系统

1m太阳望远镜的方位驱动控制系统采用液压轴承,液压系统正常工作时望远镜才能实现平稳旋转。可通过油压、油温监测液压系统的工作状态。针对原有液压系统不能提供其工作状态实时监测和自动化程度较低的缺陷,设计了液压监控系统并将其集成到望远镜控制系统中,可实现油压油温数据采集、油压异常报警、油泵自动启停等功能,保证液压轴承的安全运转。介绍了该监控系统的结构和工作原理,阐述了油压、油温数据采集系统的软硬件实现并给出了相应的实验数据和运行结果。理论分析和实验结果表明系统工作正常,数据采集速度快、分辨率高,精度可满足要求,能长期稳定运行。     

嵌入式TCP/IP协议在接收机杜瓦性能参数监测系统中的应用

介绍了射电天文望远镜接收机杜瓦温度与真空度监测系统的设计,具体讨论了监测系统的硬件结构与嵌入式TCP/IP协议在该系统中的实现.针对目前大量使用8位微控制器的嵌入式系统,硬件主控系统芯片采用ATMEL公司生产的8位单片机ATmega16,网络控制芯片采用美国MICROCHIP公司生产的带SPI接口的独立以太网微控制器ENC28J60,设计实现了低成本、高效率、高稳定性的性能参数监测系统.对该系统进行测试分析、数据比对,测试结果表明该系统能够高效与PC机进行通信,PC机所接收到的温度值与标准数据的误差在±0.3 K范围内,接收到的真空值绝对误差在±10 ubar范围内,能够达到系统设计要求.     

制冷接收机低温杜瓦温度监测系统的研制

从设计、制作和测试方法方面介绍了一种制冷接收机低温杜瓦温度监测系统.主要阐述了低温杜瓦对温度监测系统的要求,根据要求合理设计,涉及到各种器件参数的选择以及布局制板等问题,为高精度温度采集系统的硬件设计提供了理论依据.设计采用多路模拟输入通道即集中采集方式,根据系统的需要划分不同的功能区块进行电路设计.制作完成的温度监测系统先后经调试校准、实验室模拟测试以及安装在乌鲁木齐25m射电望远镜18cm制冷双极化接收机上测试,各项设计功能都能很好地实现,并且运行可靠.     

长期视宁度监测DIMM系统设计方案

视宁度参数r0是现代天文选址中需要测量的一个重要物理量,而差分像视宁度监测仪(Differential Image Motion Monitor,DIMM)是目前普遍采用的测量视宁度参数r0的天文仪器。详细介绍了可进行长期视宁度监测的DIMM系统的设计方案,重点讨论了目标星指向、自动导星、自动测量和数据保存等部分。长期视宁度监测DIMM系统的部署,有助于分析已选站址或候选站址的本征视宁度,评价一个站址的成像质量。     

26米天线座架温度分布规律及变形影响分析

为满足大口径地面射电望远镜的高精度要求,开展射电望远镜热影响研究,保持结构的热稳定性,对提高望远镜指向精度有重要意义。以改造后南山26 m天线为研究对象,利用FEMAP软件建立座架结构模型,设定边界条件,得到某年6月4日全天各时刻天线座架上的温度场分布,将温度场结果与结构耦合,得到热变形,建立了温度测量系统,与仿真结果相比,当天局部最高温度可达31.33℃,最大温差可达10℃,最大位移量可达1.8 mm,与实测结果变化规律基本一致。分析座架温度分布规律及其变形影响,为后期天线的温度补偿和结构优化提供参考依据。     

基于数字摄影测量技术的高精度低温面形测量

受到检测设备工作温度条件的限制,目前低温环境下的高精度面形检测手段还十分缺乏.首次将数字摄影测量技术应用于低温环境下高精度太赫兹反射面板的面形检测,采用高分辨率工业相机,结合低温电机驱动的自动测试台,实现测量设备在低温环境实验舱中的自动化拍摄,低温环境下的重复测量精度达到2.1μm rms.利用三坐标测量仪在常温下对靶标厚度进行标定,从而消除了由靶标厚度差异造成的系统测量误差.在常温至-55?C的温度范围内测量了南极5米太赫兹望远镜(DATE5)铝制原型面板的面形误差,获得了面板在低温下的面形变化规律.     

钟房环境自动监测系统的研制

介绍了一种自行研制的钟房环境自动监测系统，该系统由温度、湿度、电压、烟雾等的传感器、信号调理、数据采集和报警等部分组成。长期试运行的结果表明系统达到了预期设计要求。     

超大口径射电望远镜温度场分析

随着天线口径增大、频率升高,日照热对其性能的影响愈发严重.针对待建的新疆110 m大口径全可动射电望远镜,建立其热分析有限元模型,研究天线在夏至日不同太阳时刻的温度场分布特性.结果如下:一天中,主反射面的最高温度可达42.86℃,出现在14时,同时刻撑腿的温度也达到峰值,为41.74℃.背架水平分区温差在5时、18时、19.5时均超过1℃,会对天线指向性能产生较大影响.夜间天线结构温度分布亦不均匀,俯仰结构的温差明显高于其他构件,最大温差为6.42℃,通过数值模拟与试验相结合的方法,证明了构件的壁厚差异是导致结构夜间温差较大的主要原因.     

德令哈13.7m望远镜重力变形研究

借助于数字摄影测量结果调整天线面板,使德令哈13.7 m望远镜在仰角52°时获得最佳反射面面形,从而使天线效率在观测仰角范围内得到整体优化.与之前基于经纬仪测量的面板调整结果相比,天线口径效率提高约1倍.依据不同俯仰姿态下的测量结果,得到了天线的重力变形模型,包括副面偏移和倾斜、主面焦距和面形偏差随仰角变化的规律.根据不同仰角的面形偏差测量数据反演反射面重力变形模型时,采用了数据拟合方法,这样可以减小测量误差对模型精度的影响.     

射电源结构对VLBI天体测量的影响

目前利用VLBIMK3系统确定的延迟测量的精度约为30ps,在这样的精度下,改善计算延迟的理论模型,考虑各种微扰改正（包含30ps量级）是非常重要的。在VLBI天休测量和测地计算的各种软件中,至今尚未计及射电源结构对延迟的影响。本文利用两子源模型对源结构延迟的大小及随时间的变化进行了计算,讨论了源结构延迟对VLBI天测和测地参数的影响,指出：（1）除对某些VLBI天测的射电源作长期的监测与研究,给出它们的双频综合图外,对大多数源可采用简单的两子源模型;（2）源结构对延迟的影响主要依赖于基线相对于源形态的主要特征的空间投影;（3）源结构延迟对天测和测地参数的影响达厘米和亚毫角秒量级。     

行星际闪烁单站单频数据处理

太阳风是日地空间的主要物质来源,太阳风的观测对日地空间环境及地球物理的研究具有重要意义。地基行星际闪烁观测是监测太阳风风速,测量太阳风等离子体不规则结构,研究遥远致密射电源角径的重要且有效的方法。介绍了行星际闪烁地基观测的单站单频模式的基本理论,针对单站单频模式观测的数据处理及自编软件。本文的工作是为行星际闪烁单站双频系统数据分析处理作前期准备。     

射电天文台址电子设备电磁辐射评估

射电望远镜具有极高的系统灵敏度,且系统内、系统间及台址内电子设备众多,电磁环境复杂,科学合理地评估台址内电子设备辐射发射对射电天文观测的影响,对系统电磁兼容性设计、无线电管理、屏蔽改造等有重要的指导意义。浅析了射电望远镜系统灵敏度及射电天文领域仪器设备辐射发射相关评估标准;基于射电望远镜系统灵敏度及观测需求,计算了南山25 m射电望远镜馈源口面干扰电平限值,并给出了天线旁瓣增益的计算方法;提出一种基于干扰电平限值、旁瓣增益、干扰测量、路径衰减的电子设备电磁辐射评估方法,并针对南山25 m射电望远镜天线驱动电磁辐射进行了评估,给出了屏蔽需求。     

1986年2月初太阳活动区的形态研究

根据Marshall空间飞行中心(MSFC)太阳天文台的矢量磁场测量和云南天文台的黑子细节照相资料,作者们详细研究了1986年2月初太阳大活动区(AR4711)的形态和演化。主要结论如下: i)几乎在活动区中每处地方,相距五小时观测到横向磁场排列方向和黑子半影纤维形态之间存在良好的相似性。 ii)利用文[4]的方法,推断了本活动区强的垂直电流源和强的水平电流渠道。 iii)与1972年8月初著名的太阳活动区(McMath 11976)相类似,沿老活动区的中性线的新浮磁通管的两足点(偶极黑子)的分离运动导致了一个密集四极磁结构的形成。 iv)新浮磁通管似乎是本活动区最强的电流系统。 上述结论将为进一步研究本区电流/磁场环系的演化及其与耀斑活动的关系提供一个基础数据。