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...     

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。     

上海天文台1．56米望远镜斑点干涉成像实验进展

斑点干涉成像技术是克服大气湍流影响,提高地面大口径望远镜分辨本领的有效途径之一。该技术利用斑点相机拍摄一系列的短曝光像,使得大气湍流冻结,再经过图像处理获得高分辨率重建像。该技术设备简单,易于实现,很快在观测天文学中得到了广泛的应用,尤其是对双星的研究。首先回顾了天文高分辨率重建技术的发展,并介绍了相关研究成果。描述了几种典型的斑点干涉成像处理方法及其优缺点。对图像噪声类型及滤波方法进行了分析。在上海天文台1．56m望远镜上开展了双星斑点干涉观测实验,目标星等4～7mag,双星目标星等差小于2。分别采用斑点干涉术和迭代位移叠加法成功实现了双星目标的高分辨率成像,初步证明了在1．56m望远镜上进行斑点干涉成像实验,能够达到接近望远镜衍射极限的分辨率水平。     

一种用于射电频谱分析的高速FFT实现算法

提出了一种用于高速射电频谱分析的FFT实现算法,基于奇偶分开的FFT变换算法.采用N点FFT变换来实现4N点实信号的FFT变换,从而在FPGA(现场可编程门阵列)硬件里实现了高速FFT变换算法.仿真分析表明,新算法得到了良好的效果,明显地提高了硬件的利用效率.     

天文成像数值仿真的相位屏模拟方法

通过利用Monte—Carlo方法对湍流相位屏模拟进行验证和分析。给出加入次谐低频补偿相位屏与直接谱反演相位屏的对比结果,并分析了在考虑内外尺度时次谐低频补偿方法的有效性。此外,给出了基于天文观测的多相位屏的湍流分层模型。在此基础上对天文成像进行数值仿真,并给出了仿真结果。     

EfficientNetV2-S-Triplet7: 一种改进的星系newline 形态学分类算法

星系的形态与星系的形成和演化息息相关, 其形态学分类是星系天文学后续研究的重要一环. 当前海量天文观测数据的出现使得天文数据自动分析方法越来越得到重视, 针对此问题, 利用先进的深度学习骨干网络EfficientNetV2, 分析不同的注意力机制类型和使用节点对网络性能的影响, 构建了一种命名为EfficientNetV2-S-Triplet7 (即在EfficientNetV2-S stage7的$1\times1$卷积层后加入Triplet模块)的改进算法模型来实现星系形态学的自动分类. 使用第二期星系动物园(Galaxy Zoo 2, GZ2)中超过24万张的测光图像作为初始数据进行实验测试. 在对数据进行预处理时采取了尺寸抖动、翻转、色彩畸变等图像增强手段来解决图像数量的不平衡问题. 在同一系列经典和前沿的深度学习算法模型AlexNet、ResNet-34、MobileNetV2、RegNet进行对比实验后, 得出EfficientNetV2-S-Triplet7算法在分类准确率、查全率和F1分数等指标上具有最好的测试结果. 在9375张测试图像中的3项指标值分别可达到89.03%、90.21%、89.93%, 查准率达到89.69%, 在其他模型中排在第3位. 该结果表明将EfficientNetV2-S-Triplet7算法应用于大规模星系数据的形态学分类任务中有很好的效果.     

大气视宁度测量的一种方案

本文提出用三个孔的光栏使星成三个像,在CCD上进行多次“拖影”曝光后一次输出,是既省钱又简便的视宁度测量方案。     

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%.     

甚高能γ射线天文观测的利器——成像大气切伦科夫望远镜

地基甚高能(very high energy,VHE)γ 射线天文观测成果的取得,很大程度上与成像大气切伦科夫望远镜技术发展密不可分.大气切伦科夫技术概念于20世纪50年代提出,20世纪80年代末和20世纪90年代初取得重要突破,21世纪初逐步发展成熟.立体成像大气切伦科夫望远镜阵列以其良好的角度分辨率、能量分辨能力和...     

数字滤波技术在射电天文测量中的应用

随着数字技术的发展，数字信号处理芯片的速度越来越快，这为高速数字滤波的实时实现提供了可能。简要阐述了数字滤波的原理，并对两种数字滤波的实现方法进行了分析；给出了数字滤波较模拟滤波的优势；介绍了数字滤波在射电天文测量中的各种应用。     

用CCD照相多幅叠加处理检测弱星的试验

本文利用CCD动态范围大且便于数值处理的优点,观测月晕中(强背景上)的弱源。在背景尚未使CCD片子饱和时,即停止露光,存入计算机,多次露光,然后在计算机内多幅叠加,减去背景,显出弱源。通过观测试验和定量估算,结果表明,曝光重叠法,用10幅图叠加时能提高信噪比2.65倍。实测与理想情况符合较好。