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1. chinaXiv:202110.00005 [pdf]

德令哈13.7米望远镜实时数字FFT频谱仪

李振强; 张旭国; 李积斌; 孙继先; 逯登荣; 董守豪; 李亚鹏; 李生学
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

射电天文中,频谱仪作为接收机后端的频谱分析设备,由于实时性和噪声低等严格要求与商业通用频谱仪有很大区别。射电天文频谱仪经过几代发展,已经发展为以模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)和现场可编程阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)等芯片为基础的实时数字频谱仪。实时数字频谱仪具有宽的带宽,高的频率分辨率,高的动态范围,长时间的稳定性等方面的优势,更重要的是,具有体积小,环境要求宽松等特点。德令哈13.7米望远镜接收机后端有18路实时数字快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)频谱仪。介绍13.7米望远镜的实时数字FFT频谱仪的性能和维护。

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2. chinaXiv:202110.00006 [pdf]

成像激光雷达标定系统中三维升降转台的性能研究

李新; 陈龙; 耿利斯; 刘虎; 孙秦宁; 王阳; 夏君集; 祝凤荣; 张勇
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

三维升降转台是高海拔宇宙线观测站(LHAASO)广角切伦科夫望远镜阵列(WFCFA)成像激光雷达标定系统的核心组成部分,主要由慢控子系统、机械子系统和标准零点子系统构成,用于精确控制激光束的出射方向。本文采用高精度数字图像处理技术对三维升降转台的性能进行研究,结果表明其旋转和升降定位精度分别为0.005°和0.056 mm、重复精度分别为0.003°和0.075 mm,满足成像激光雷达标定系统的实验要求。三维升降转台的自动控制巡航功能,有效减少了人工干预,提高了系统远程使用的可靠性和效率。标准零点的校准功能可以有效地监测三维升降转台的定位精度并且在失准的情况下,能够实现远程校准,以确保三维升降转台长期高精度稳定运行。

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3. chinaXiv:202110.00007 [pdf]

平谱射电类星体3C 279的宽带能谱光变特性分析

孙建圆; 郭燕飞; 邓雪娇; 李海凤; 高志旭; 王泽睿; 谢照华; 杜雷鸣
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

搜集了3C 279的29个态的宽带能谱(Spectral Energy Distributions,SEDs)作为样本,使用稳态拐折幂律电子能谱分布(Electron Energy Distribution,EED)情况下的单区、均匀轻子模型进行拟合,进而研究该源光变时外在观测与内在物理特性及它们之间的关系。主要结果如下:(1)我们的结果支持光变的激波解释(但需要斜激波)或磁重联解释。(2)外康普顿(External Compton,EC)峰的峰值光度log〖ν_EC^pk L〗_EC^pk和磁场logB之间存在一个显著的反相关关系。多普勒因子logδ和外康普顿峰的峰值光度logν_EC^pk L_EC^pk之间存在正相关关系,意味着多普勒因子的增加是外康普顿峰的峰值光度升高的原因之一。(3)同步峰值频率logν_syn^pk和峰值光度logν_syn^pk L_syn^pk之间不存在显著的正相关关系,意味着反耀变体序列不一定对所有耀变体成立。(4)参数U_e/U_B(相对论电子能量密度与磁场能量密度的比值)远离1,说明相对论电子与磁场之间均分趋势不明显,并且参数U_e/U_B中比值大于1的占86%,意味着3C 279中的喷流大多数以粒子为主导;从P_B (磁场功率)0.5表明3C 279喷流中的能量大概率也是由冷质子携带的。同时,我们发现3C 279中γ-ray耗散区位于距离黑洞中心0.1~1.8pc处,暗示着它们位于宽线区(Broad-Line Region,BLR)之外,尘埃环(Dusty Torus,DT)之内。

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4. chinaXiv:202110.00008 [pdf]

基于模板的瞬时RFI特征识别算法初探

张亚州; 张海龙; 张萌; 王杰; 冶鑫晨; 王万琼; 李嘉; 杜旭
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

瞬时射频干扰(RFI)信号是最难以识别并消除的一类干扰。针对射电天文观测过程中遇到瞬时RFI问题,本文提出了一种基于RFI信号峰值的特征提取方法,利用该方法生成了RFI信号的特征模板,并基于动态时间规整(DTW)算法和打分策略设计了特征识别算法,实现了RFI信号识别以及分类功能。利用ARRL官网提供的RFI数据完成了特征模板的交叉验证对比,测试结果显示RFI特征模板与同类别RFI相似度高,表明该算法能够对RFI进行识别和分类,该算法为瞬时RFI的特征提取以及识别提供了一种新思路。

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5. chinaXiv:202110.00009 [pdf]

基于机器学习的快速射电暴搜寻方法综述

刘艳玲1,2,3,4,; 陈卯蒸1,2,3,4, ; 袁建平1,2,3
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

快速射电暴(Fast Radio Burst,FRB)是目前射电天文领域的主要热点前沿。其相关研究被《自然》(Nature)杂志评选为2020年十大科学发现之一。FRB爆发时间极短且鲜少重复的特点,使其观测捕捉到的概率极低。由人工从海量的天文观测数据中识别FRB事件是件耗时费力的工作。机器学习技术的蓬勃发展为实时搜寻与多频段联合跟踪观测FRB带来了可能。该文从传统机器学习方法和深度学习方法两个方面,对该研究已有的成果进行了分析与总结,并探讨了基于机器学习的FRB搜寻技术目前存在的问题和面临的挑战,分析了其未来发展趋势。

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6. chinaXiv:202110.00010 [pdf]

GEO 卫星的 VLBI 快速高精度定位观测

李 婷; 童锋贤; 郑为民; 张 娟
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

卫星对地观测及导航定位的快速发展对地球同步轨道(Geostationary Earth Orbit, GEO)卫星的定轨精度有了米级甚至更高的需求。本文研究利用甚长基线干涉(Very Long Baseline Interferometry, VLBI)时延数据进行GEO卫星快速定位的方法。首先对VLBI时延进行理论精度分析,然后利用中国VLBI网进行GEO卫星观测试验及数据相关处理,最后利用短时VLBI时延数据完成对GEO卫星的定位计算。针对时延中存在与测站和基线相关的异常值问题,本文提出了相应的检测校正方法。数据经校正后重新处理,得VLBI残余时延测量精度约0.16ns,等效于约0.58米的卫星横向位置误差。本文的研究可用于GEO卫星的快速高精度定位及轨道快速恢复。

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7. chinaXiv:202110.00011 [pdf]

时频系统故障预测

王玲玲; 苟伟
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

VLBI观测站的氢原子钟和时间比对系统(简称时频系统)为测站提供稳定可靠的时间和频率基准,系统信号的质量将直接影响观测数据质量。其中,氢原子钟是时频系统的关键设备,一旦出现故障,其对数据的破坏是致命的。因此,VLBI站时频系统在设计建设之初就对氢原子钟及其周边各参数状态进行了实时监视并进行记录保存,一旦发现异常,技术人员需进行快速处理。中国VLBI网(CVN)建成至今,目前共五个测站,每个测站的时频系统都配有两台或以上的氢原子钟,系统长期运行以来积累了大量数据,通过对这些数据的分析,我们可以研究氢原子钟状态变化、性能变化、及环境变化之间关系,然后建立故障预测模型从而对设备故障进行预测。本文描述创建时频系统数据仓库,利用数据挖掘技术预测系统故障的测试过程,从测试结果可知在本项目中可以用聚类模型进行很好的预测。

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8. chinaXiv:202110.00012 [pdf]

射电天文接收机四通道均衡放大模块研制

宁云炜; 闫浩; 曹亮; 马军; 李笑飞; 刘峰; 陈勇
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

射电天文接收机中频系统是接收机的重要组成部分,接收机的L、S、C、K波段的左圆极化和右圆极化信号在高频仓通过下变频成为中频信号。中频信号通过同轴电缆传送到观测室。观测室距离射电望远镜高频仓较远,因此线损较大,且不同频率的信号损耗不同,频率越高损耗越大,导致中频信号功率较小且增益平坦度随频率增加而降低。设计了四通道均衡放大模块,提高中频信号增益并补偿增益平坦度。该模块的均衡器采用了集总元件和微带线相结合的方式,具有结构紧凑、易于集成、成本低的优点。测试结果表明,在6倍频带宽内,均衡量≥8dB,均衡后功率平坦度≤3.5dBm,回波损耗≤-15dB,满足了射电天文中频检测系统的要求。

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9. chinaXiv:202108.00109 [pdf]

一种星系形态分类的新方法-GMC

王林倩; 邱波; 罗阿理; 孔啸; 逯亚坤; 郭小雨
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

在天文学研究领域,星系的分类一直是一个热点和难点问题。近年来有学者将机器学习应用到星系形态的简单分类任务上,但在分类过程中出现特征选择困难、特征遗漏、分类器选择困难等一系列难题。星系在视觉形态上可以分为椭圆星系、旋涡星系、透镜星系以及不规则星系,本文针对SDSS DR16、Galaxy Zoo2、EFIGI目录中星系的测光图像,提出了一种分类精度更高的星系形态分类的方法GMC(Galaxy Morphological Classification)。我们首先对图像进行了剪裁、去噪处理,然后采用旋转、平移、缩放等方法进行数据增强,最后搭建了星系形态分类网络GMC-net对图像进行分类。从实验分类结果来看,旋涡星系、椭圆星系、透镜星系以及不规则星系分类精确率分别为98.29%、98.49%、99.18%、99.91%,召回率分别为98.44%、99.03%、98.89%、99.34%;对单独来自EFIGI目录中四种形态星系的分类准确率也达到了99.34%。实验结果表明GMC相较于其他分类方法表现更好,可以更有效地用于星系的形态分类。

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10. chinaXiv:202108.00110 [pdf]

基于JPL行星历表的殷卜辞乙巳日食观测的研究

马利华; 韩延本; 尹志强; 乔琪源
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

对于殷商甲骨文卜辞中存在的唯一可考的一次日食的记载,作者利用美国航空航天局(NASA)喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)发布的DE422行星历表,解算了记载涉及此乙巳日食的主要参数,给出了日食带在地球上的覆盖范围。进一步确认了此次日食在殷都安阳的可视性,验证了殷卜辞对此次日食预测的准确度。

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