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1. chinaXiv:202107.00044 [pdf]

AIMS望远镜8~10微米成像终端系统装调检测方法

王雅琦; 冯志伟; 白先勇; 张志勇; 孙英姿; 荀辉; 沈宇樑; 邓元勇
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

针对AIMS望远镜8~10μm真空制冷成像终端系统的高精度装调需求,提出了一种基于中红外可调谐激光光源的宽谱段干涉检测和装调方法。首先,采用泰曼—格林型干涉仪,利用其参考臂可调的优势,弥补光源相干性不足的缺陷,从而可以实现8~10μm宽谱段的干涉测量。其次,完成了干涉仪光学系统设计,可同时兼顾8~10μm和可见光双波段的波前质量,从而解决了肉眼不可见为干涉仪自身装调带来的困难。设计结果表明,利用可见光激光器进行干涉仪自身装调,可达到RMS 0.05λ@0.633μm的波前精度;在8~10μm检测波段,干涉仪波前RMS值均能优于0.001λ,可满足待测系统的检测需求。最后,基于逆向优化法仿真了8~10μm光学系统的装调流程。

submitted time 2021-07-30 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1479Downloads111 Comment 0

2. chinaXiv:202107.00004 [pdf]

基于数值历表的月球物理天平动研究

黄凯; 孙尚彪; 杨永章; 李祝莲; 李语强
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

月球物理天平动是对月球运动在空间摆动的描述。确定月球物理天平动,可以推测物理天平动的激发与耗散机制,比如陨击、月震和核幔粘滞摩擦等,故测定月球物理天平动对认识太阳系中天体的起源、演化及结构等,都具有十分重要的意义。本文利用最新的INPOP19a历表的数据,完成了对历表提取的欧拉角到月球物理天平动的转换,得到的物理天平动数值分别与该系列历表INPOP17a以及被广泛使用的DE430对比,发现不同历表的物理天平动之差存在着稳定周期。对比历表欧拉角的差别,计算出地心到月面反射器A15的距离最大有30厘米的差别,此结果对月球激光测距的预报精度有较大的影响,为后续的高精度测月研究打下基础。研究结果表明,INPOP19a最为稳定,故在月球物理天平动研究中推荐使用INPOP19a。

submitted time 2021-07-06 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits2895Downloads205 Comment 0

3. chinaXiv:202106.00096 [pdf]

基于深度学习的无碰撞引力N体数值模拟的可行性研究

赵梓成; 龙潜; 董小波; 孟润宇; 钟诗言; 谌俊毅; 向梓琨
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

本文提出,用深度神经网络代替快速傅里叶变换法,求解无碰撞引力N体数值模拟方法PM-Tree中的势能,以提升PM-Tree方法的效率,验证深度学习方法加速无碰撞引力N体数值模拟的可行性。无碰撞引力N体数值模拟对研究星系、暗物质晕以及宇宙大尺度结构的形成和演化都有重要意义。而无碰撞引力N体数值模拟的传统方法在大规模问题上的模拟计算非常耗时,其中常用的PM-Tree方法的主要耗时部分是求解势能(解Poisson方程)。本文提出使用深度神经网络代替传统方法加速求解Poisson方程,多次调整并训练和测试深度神经网络模型结构,最终选用了辅以残差网络局部结构的Encoder-Decoder整体结构。验证了深度神经网络解Poisson方程的计算时间复杂度为;同样数据下进行测试,速度快于快速傅里叶变换方法求解和有限差分法求解;在同等采样率的情况下,精度优于快速傅里叶变换方法求解;并且具有可扩展性。故无碰撞引力N体数值模拟中,用深度神经网络可以提升PM-Tree方法中求解势能的速度,从而有效提升整体模拟速度。

submitted time 2021-06-18 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits2241Downloads414 Comment 0

4. chinaXiv:202106.00097 [pdf]

离焦像差对激光测距回波光子数的影响分析

赵闯闯; 翟东升; 李语强
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

卫星激光测距中,为满足不同距离目标的测距要求,需要调整激光光束发散角。通常利用离焦式扩束系统改变两透镜间距离调整发散角会产生离焦像差,影响激光光束质量和系统测距能力。因此,研究离焦像差对激光光束质量和系统测距能力的影响具有重要意义。首先,分析扩束系统对基模高斯光束的变换作用,得到发散角和离焦量的关系。其次,基于基模高斯光束的传播理论,得到离焦像差对光束能量密度空间分布的影响。最后,对于不同距离的卫星,计算存在离焦像差和无离焦像差时激光测距系统接收的回波光子数。仿真结果表明:发散角和离焦量近似服从线性关系,离焦量变化,发散角变化;离焦像差影响光束的能量密度分布,使光斑弥散;对于不同距离的卫星,在不同角放大率下无离焦像差时测距系统接收到的回波光子数约为存在离焦像差时的2倍,可有效提高系统的测距能力。

submitted time 2021-06-18 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1671Downloads240 Comment 0

5. chinaXiv:202106.00099 [pdf]

吉林280mm全天区可转动光电阵测光精度评估研究

牛炳力; 刘承志; 李振伟; 康 喆
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

位于吉林天文观测基地的280mm全天区可转动光电阵是一台用于空间碎片巡天观测的设备,为了研究该设备光度测量性能,评估其测光精度,选择M67疏散星团这一测光定标区中的测光标准星进行观测。首先,在IRAF中对观测图像进行预处理,之后进行较差测光。接着,提取测光数据并将整晚观测数据进行最小二乘直线拟合,拟合结果给出了主消光系数及相应的系统转换系数,并得到仪器星等至标准星等的转换公式。最后,利用计算得到的均方根误差对该设备的测光精度进行大致的评估。计算结果表明在标准测光夜测量亮度亮于13.8等的星时,280mm全天区可转动光电阵的测光精度可达0.13星等。同时将观测图像与UCAC2星表匹对识别,利用背景恒星中的UCAC2标准星做外符精度的校验,结果与前者基本相同。本设备的测光精度基本满足空间碎片巡天观测的要求。

submitted time 2021-06-18 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1340Downloads233 Comment 0

6. chinaXiv:202105.00081 [pdf]

天文镜面保护铝膜偏振特性测量方法

夏 苏; 袁 沭
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

望远镜的仪器偏振效应主要由金属镜面的反射偏振效应引起,是当前高精度天文偏振测量主要面临的技术问题。为了能够消除仪器偏振对偏振测量精度的影响,在实验室对金属镀膜材料的偏振特性进行精确而全面测量研究就显得至关重要。本文针对保护铝膜提出一种偏振特性测量方法,该方法使用两种光电调制方式对保护铝膜的Mueller矩阵关键元素进行直接测量,并基于双层膜的结构模型,使用多入射角多波长下的测量数据在不依赖色散模型以及参数假设的情况下反演光学参数。本文方法的反演结果与传统方法得到的结果保持一致,同时本文方法能够对偏振特性进行更好的表征。

submitted time 2021-05-27 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits637Downloads243 Comment 0

7. chinaXiv:202105.00082 [pdf]

光纤式IFU检测系统自动化功能的设计

王亮喆; 王咸奇; 钟悦; 常亮
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

对中国科学院云南天文台现有的光纤式IFU集成化检测系统进行改进,实现了该系统的可视化和自动化检测功能。根据检测流程,通过一键式操作完成光学元件自动切换、成像系统连续离焦控制、自动化数据采集及数据处理等,可一次性检测出光纤阵列排布精度、微透镜阵列排布精度、光纤焦比退化、光纤透过率等基本参数,增加了计算赝狭缝端每根光纤沿光轴方向排布精度的功能,并在实验室验证了自动化系统的性能。该系统实现全自动化后,可将原来需要数周的检测时间缩短至一天之内,极大地提高了工作效率,有利于促进国内光纤积分视场单元制作和测试工艺的发展。

submitted time 2021-05-27 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits657Downloads215 Comment 0

8. chinaXiv:202105.00045 [pdf]

用CLEAN算法对嫦娥四号低频射电频谱仪信号进行干扰抑制

刘晨迪; 周建锋; 苏彦
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

嫦娥四号低频射电频谱仪放置在月球背面,其天然观测条件得天独厚。然而,嫦娥四号平台存在约10-15W/(m2*Hz)级别的强干扰,并且干扰在每道时域数据中都存在明显的差异,这大大削弱了低频射电频谱仪的天文观测灵敏度。为此,本论文从两组信号的相关性出发,提出基于CLEAN算法,借助互相关功率谱、傅立叶级数展开等工具,把低频射电频谱仪A、B、C天线的时域观测数据切分为强相关的CLEAN模型信号和部分相关的残余信号两个部分。其中CLEAN模型信号主要由平台干扰信号和可能的低频强射电爆发组成;残余信号由接收机噪声、未扣除干净的平台干扰信号和常规的低频射电信号组成。将该方法应用到实际数据中,结果表明嫦娥四号低频射电频谱仪的未积分灵敏度可以提高约8个数量级,达到10-23W/(m2*Hz)水平。在此基础上,基于对平台干扰信号中确定性成分和宽带随机成分的分别处理,再借助低频射电爆发信号和平台干扰信号在功率谱上不同的表现,以及常规低频射电天文信号受月球自转调制等信息,将来科学分析工作的重点是进一步处理CLEAN模型信号和残余信号,以期发现低频强射电天文爆发信号,乃至对全天区进行粗略的成像。

submitted time 2021-05-08 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1529Downloads270 Comment 0

9. chinaXiv:202105.00011 [pdf]

基于神经网络的准实时单站电离层TEC反演

卢伟俊; 马冠一
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

使用全球导航卫星系统(GNSS)进行电离层总电子密度(TEC)反演时,单站相对于多站观测网是一种灵活简便的方法。基于人工神经网络,本文提出了一种准实时单站电离层TEC反演的方法。在这种方法中,上一个时段的硬件偏差被作为初值并随着观测值调整,同时电离层TEC也被准实时地反演。为了对这种方法进行详细的评估,通过位于中国的单站,四天磁静日的TEC被分别采用提出的方法与经典的最小二乘球谐函数法反演,其中硬件偏差和TEC的参考值通过附近的多站网得到。在另一个测试中,通过位于欧洲的单站,一次电离层暴事件及前后平静日的TEC也被分别通过上述方法反演。在磁静日,估计的硬件偏差在整体上相对于最小二乘球谐函数法更接近于参考值,反演的TEC也更接近于参考值。电离层暴时,两种方法反演的TEC也具有很好的一致性,神经网络法估计的硬件偏差与磁静日的硬件偏差更接近。结果表明,提出的神经网络法相比最小二乘球谐函数法具有较高的精度。

submitted time 2021-04-29 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1049Downloads269 Comment 0

10. chinaXiv:202103.00140 [pdf]

W波段宽带正交模耦合器设计

谈超; 李斌
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

W波段接收机系统能有效接收多条射电天文观测重要分子谱线信息,对于天文观测和科学研究有重要意义。W波段正交模耦合器(Ortho-mode Transducer)作为接收机系统实现极化分离的关键器件,其性能对接收机整体性能有重要影响。本文介绍了一款基于Boifot结构的W波段宽带正交模耦合器,并介绍了OMT的工作原理和设计流程。仿真结果表明,在70-116GHz频带内,OMT相对带宽达到49.4%,回波损耗优于-18.7dB,交叉极化优于-55.8dB,端口隔离度优于-54dB。

submitted time 2021-03-30 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits1246Downloads347 Comment 0

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