基于FPGA的频域幸运成像算法

幸运成像技术是一种事后图像恢复技术,能够有效减小大气湍流对图像质量的影响.传统的频域幸运成像算法的效果优于空域算法,主要由图像预处理、数据选择和数据叠加3部分组成.提出了一种基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)的频域幸运成像算法,并在现场可编程门阵列上构建了频域幸...     

一种固定选图数的实时幸运成像算法

幸运成像技术是一种从大量短曝光图像中选取少量幸运好图进行配准、叠加的高分辨率图像恢复技术,能够有效减小大气湍流对图像质量的影响,但传统的基于中央处理器(Central Processing Unit,CPU)的幸运成像算法难以实现实时化.利用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,...     

基于现场可编程门阵列的幸运成像算法的实现

幸运成像技术是用于消除天文图像中大气湍流影响的高分辨率图像重建技术,传统的基于中央处理器的幸运成像算法难于实时化。利用现场可编程门阵列并行处理的优势,设计了一种基于现场可编程门阵列的幸运成像算法并构建了一个实验系统。该系统用现场可编程门阵列完成了选图、配准、叠加的全部幸运成像算法流程,所得高分辨率图像与基于传统中央处理器算法处理的结果完全相同,但幸运成像算法的处理速度比传统中央处理器的处理速度快19倍。该算法在现场可编程门阵列上的实现,为幸运成像技术的实时或准实时化提供了一种可行的方案。     

一种基于AS-I总线的圆顶随动系统

介绍了一种采用AS-I现场总线技术进行位置检测的望远镜圆顶随动方法。该方法采用断续跟踪的方式，不但安装和维护简单，而且具有运行时震动小等特点。给出了由望远镜转动中心与圆顶球心不重合引起的偏差的计算公式，并对其进行了分析。     

一种基于AS-Ⅰ总线的圆顶随动系统

介绍了一种采用AS-Ⅰ现场总线技术进行位置检测的望远镜圆顶随动方法.该方法采用断续跟踪的方式,不但安装和维护简单,而且具有运行时震动小等特点.给出了由望远镜转动中心与圆顶球心不重合引起的偏差的计算公式,并对其进行了分析.     

基于CAN总线的主动光学镜面位姿驱动系统研究

为先进地基太阳望远镜(Advanced Ground-based Solar Telescope,AST-G)主镜支撑系统预研,设计了一套基于控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)总线通信的主动光学镜面位姿调整驱动系统.首先,面向一个主动支撑样机实验平台,开展镜面运动学理论分析及位姿解...     

NVST多通道成像观测系统的数据同步采集

为了在1 m红外太阳望远镜多通道高分辨率成像观测系统中实现多个波段太阳图像的同步高分辨率统计重建,需要1 m太阳望远镜多个观测通道图像采集系统同步。研究了如何采用CCD相机外触发工作模式、计算机PCI总线硬件中断技术和全球定位系统时间相结合实现1 m太阳望远镜多个观测通道图像的同步采集,并在现有的Hα和Ti O两个成像观测通道上搭建实验平台。通过一系列的波形时序测试,数据记录和分析等实验证明本文所采用的这一数据同步采集技术能满足1 m太阳望远镜多个观测通道图像的同步采集要求。     

基于EMCCD的成像系统的构建

为了探索对较暗目标进行成像的新方法，我们在TI公司生产的带有增益寄存器的EMCCD（Electron Multiply CCD）芯片基础上，构建了一套成像系统，主要用于对此芯片进行性能测试，为将来构建天文观测用相机做准备。本文主要介绍了EMCCD的结构特点、工作原理，并且详细介绍实验室采用TI公司的EMCCD搭建的成像系统，以及在此系统基础上对EMCCD进行地评测。     

基于USB3.0的EMCCD相机高速数据传输系统的研究

自动成像协会(Automated Imaging Association,AIA)在2013年初发布了用于高速图像数据传输的USB3 Vision标准。首先简要介绍了基于该标准的EMCCD相机高速数据传输系统的设计方案,重点介绍了传输系统的构建和图像采集软件的设计。其中,传输系统的构建主要是在QUARTUS II的开发环境下,移植EMCCD相机数字控制器,使用VHDL语言编程设计一个控制器,产生USB3.0芯片USB3014的读写时序以及相关的逻辑信号,并且完成模拟图像产生和针对USB3 Vision标准的数据传输格式转换的功能;图像采集软件的编写是在VS2010开发环境下利用CYPRESS公司提供的应用程序接口(API),采用C++语言实现。最后进行了模拟图像的采集实验,并且进行了误码率估算。     

基于USB30.0的EMCCD相机高速数据传输系统韵研究

自动成像协会（AutomatedImagingAssociation,AIA）在2013年初发布了用于高速图像数据传输的USB3Vision标准。首先简要介绍了基于该标准的EMCCD相机高速数据传输系统的设计方案,重点介绍了传输系统的构建和图像采集软件的设计。其中,传输系统的构建主要是在QUARTUSII的开发环境下,移植EMCCD相机数字控制器,使用VHDL语言编程设计一个控制器,产生USB3．0芯片USB3014的读写时序以及相关的逻辑信号,并且完成模拟图像产生和针对USB3Vision标准的数据传输格式转换的功能;图像采集软件的编写是在VS2010开发环境下利用CYPRESS公司提供的应用程序接151（API）,采用c＋＋语言实现。最后进行了模拟图像的采集实验,并且进行了误码率估算。     

基于Camera Link总线的CCD高速图像采集技术

现代天文学研究越来越依赖于高质量的天文观测结果。针对天文实测的需要,对基于Camera Link总线的CCD高速图像采集技术进行了系统调研,分析对比了Camera Link总线技术及其优缺点,对基于Camera link接口的高速CCD采集技术进行了深入的研究,着重讨论了单缓存与双缓存高速采集技术和实现机制。经实际测试,所实现的技术稳定、可靠,CPU负载低,采集速度达到了厂家给出的CCD相机的最高采集速度,可以满足天文大数据量采集与准实时观测的需要。     

基于直接成像法的多星系统观测

系外行星直接成像探测能够获取系外行星更全面的物理信息,是未来搜寻系外生命的关键技术之一.针对近期地基望远镜高对比度成像观测数据,对新发现的多星候选体进行系统展示.前期,结合地基系外行星高对比度成像设备观测能力,从已发表文献整理的Gaia星表恒星数据中筛选,得到约1000个观测目标.这些目标分布于不同的年轻星团中.近期,使用Palomar天文台Hale望远镜对上述观测目标中的42个目标在K波段开展了高对比度成像观测.这些目标恒星在可见光波段为7.5-14.2019年经过两轮观测,发现了6个多星系统候选体,这些目标在Gaia Data Release 2星表和Gaia early Data Release 3星表中难以确认是单星还是多星系统.     

基于QT的MUSER观测数据多屏图形化实时显示的设计与实现

对天文望远镜的观测数据或控制过程状态进行实时的图形化显示,是天文仪器研制过程中的一个重要环节。随着Linux操作系统在天文领域的广泛应用,如何开发基于LINUX图形界面的实时图形化显示系统成为一种迫切需求。针对我国明安图超宽频射电日像仪(Mingantu Ultrawide Spectral Radio Heliograph,MUSER,原名为中国射电频谱日像仪,CSRH)实时观测数据图形化显示的要求,给出了一种利用QT架构进行实时、多屏的图形化展现方法,并以互相关与自相关数据实时展现为例进行了验证。实验表明本方法完全可以满足MUSER实时观测监控的要求,并且具有简单、快捷、可移植性好等优点,克服了LINUX下X-WINDOW编程困难等难题,对其它望远镜设计类似功能有一定的参考价值。     

基于实时多系统PPP模糊度固定的时间传递算法

随着RTS (Real-Time Service)工程的发展,时频用户可以运用实时精密单点定位(Precise Point Positioning, PPP)技术进行时间传递研究.作为RTS工程的主要参与者,CNES (Centre National d’Etudes Spatiales)分析中心开展PPPWIZARD (Precise Point Positioning with Integer and Zero-difference Ambiguity Resolution Demonstrator)工程验证实时PPP模糊度固定技术.为了探究多系统观测值和实时PPP模糊度固定对时间传递的性能提升,在综合GPS (Global Positioning System)、GLONASS (GLObal NAvigation Satellite System)、 BDS (Bei Dou navigation System)和Galileo的多系统观测值的基础上,使用CNES分析中心播发的实时产品开展PPP时间传递验证实验,检验了4种不同PPP模式的工作性能.实验结果证明,在多种不同工作模式当中,综合运用多系统观测值和GPS模糊度固定技术进行PPP时间传递的标准差结果最小,标准差相比于传统GPS PPP时间传递平均下降38.1%.     

基于科学CCD的低纬子午环的数据采集系统

本文主要介绍基于科学CCD的低纬子午环数据采集系统的硬件构成及软件设计。为了能绝对而又精确地确定天体的位置 ,低纬子午环需要配备多种精密的测量装置 ,如 :GPS与时钟、 9路Reticon线阵、视频CCD、科学CCD、圆感应同步器、光栅线性位移传感器等。为了能有序地控制并采集这些装置的数据 ,我们设计了一个包含 3个PC机的数据采集与控制系统。文中将描述测量装置的功能 ,然后介绍数据采集方法及软件设计     

基于科学CCD的低纬子午环的数据采集系统

本文主要介绍基于科学CCD的低纬子午环数据采集系统的硬件构成及软件设计。为了能绝对而又精确地确定天体的位置,低纬子午环需要配备多种精密的测量装置,如：GPS与时钟、9路Reticon线阵、视频CCD、科学CCD、圆感应同步器、光栅线性位移传感器等。为了能有序地控制并采集这些装置的数据,我们设计了一个包含3个PC机的数据采集与控制系统。文中将描述测量装置的功能,然后介绍数据采集方法及软件设计。     

分布式实时存储环境下的FITS数据一致性研究

在大型太阳望远镜观测数据的分布式高速实时存储过程中,作为元数据的FITS头和FITS数据文件的不一致,导致应用程序不能根据构建在元数据上的索引信息检索到相对应的FITS数据文件。研究了这种环境下,两类数据的一致性模型;分析总结了二者在实时存储时的一致性保障机制和解决方案,提出了应用改进的两段提交协议来协商这两种数据之间的一致性关系,并给出了两段提交协议在高速数据存储背景下的算法实现,研究过程和方法能够对其他科学领域的相关应用提供参考。     

基于USB协议的望远镜多波带控制系统设计

怀柔观测基地的多通道太阳望远镜是通过数十个电机调节晶体偏转角度实现多波带同时观测的自动控制。原有的计算机是通过一个串行接口控制若干个调波带的电机,响应时间长,速度慢且技术比较落后。本文利用当今流行的USB2.0芯片CYPRESS EZ-USB改造原有的串口通信控制系统,大大提高了响应的速度,同时,为解决一个USB应用程序控制多个电机转动的问题,提出了一种"编号"的方法。这样每个USB设备不论其插入顺序,PC主机都能通过识别其固定编号而加以区分,PC主机可以通过4个USB接口(16个电机)控制多通道太阳望远镜滤光嚣的调制角度,实现自动控制。这为大规模改造其他计算机接口提供了研制基础。     

基于线阵RETICON的低纬子午环仪器状态采集系统

对于一台高精度的天体测量望远镜,对其仪器本身的状态进行实时的监测是十分必要的,一方面,从监测中可以了解仪器的变化及工作的稳定度,另一方面,可以利用所测定的仪器变化量来对所观测到的数据进行修正。本文介绍了Ｒｅｔｉｃｏｎ的基本原理并着重介绍了其在低纬子午环的各种仪器参数监测中的软硬件构成。