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1. chinaXiv:202206.00173 [pdf]

中国SKA区域中心原型系统 -- 软件平台

劳保强; 张迎康; 安涛; 徐志骏; 郭绍光; 伍筱聪; 吕唯佳
Subjects: Astronomy >> Astronomical Instruments and Techniques

平方公里阵列(Square Kilometre Array, SKA)射电望远镜将在多个科学方向取得革命性的突破, 而SKA软件系统是影响科学产品的关键因素之一. SKA区域中心是天文学家进行SKA数据分析、科学研究和学术交流的平台. 处理SKA科学数据的软件环境需要具备通用性、灵活性和高适应性. 中国科学家已经建成了中国SKA区域中心原型机, 部署了被大型超级计算机广泛使用的作业调度系统, 并安装了能够处理当前主流射电望远镜观测数据的天文软件, 还部署了多个科学数据处理流水线, 以方便不同科学方向的观测数据的自动化并行处理. 本文介绍了中国SKA区域中心原型机的软件平台和处理SKA先导望远镜数据的流水线, 包括低频连续谱成像管线、谱线成像管线、以及甚长基线干涉测量数据处理管线. 国内外用户已经基于该平台成功开展了SKA相关科学研究. 该平台的建设和运行为未来全面建设中国SKA区域中心提供了宝贵的实践经验.

submitted time 2022-06-25 Hits107Downloads25 Comment 0

2. chinaXiv:202206.00171 [pdf]

天马13 m射电望远镜高精度指向模型的建立

孙正雄; 王锦清; 虞林峰; 蒋涌斌; 赵融冰; 苟伟; 王广利
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

天马13 m 射电望远镜是新一代专为空间大地测量的VLBI天线,即所谓的VGOS系统。VGOS观测将从调度、相关、观测策略到分析各个方面改变VLBI。与传统测地观测相比,VGOS观测将数据提高1-2个数量级。天马13 m天线安装有3~15Ghz宽频制冷接收机,一般要求天线指向偏差小于最高频率波束宽度的1/10。为了满足高精度指向要求,本文详细介绍了指向建立的方法和天线控制扫描策略,给出了系统误差修正模型的完全表达式,明确了指向修正模型中的参数意义。基于该天线指向扫描的实测数据,实测评估了该望远镜的指向精度。采用最小二乘法对覆盖全天区的数据样本进行拟合,得到天马13 m射电望远镜指向模型,并加载到天线伺服控制系统中进行验证,得到了好于10"的的盲指误差。

submitted time 2022-06-24 Cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits73Downloads31 Comment 0

3. chinaXiv:202206.00170 [pdf]

一种用于空间VLBI的射电源条纹搜索算法

朱晓娜; 童 力; 郑为民; 张 娟
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

我国探月工程嫦娥七号将构建由中继星上4.1m口径抛物面天线及地基射电望远镜组成的首个月地空间VLBI试验系统。不同于地基VLBI望远镜,受中继星轨道扰动和设备时延影响,射电源预报时延模型和实际时延有时可能会有较大差异,导致无法引导VLBI相关处理机正常工作,需要通过射电源条纹搜索方法寻找实际时延模型才能解决这一问题。由于4.1m空间天线口径较小,接收信号能力弱。为提高信噪比,需要长时间积分,而线性时延模型无法保证长时间的时延精度。针对这一问题,本文提出了一种用于空间VLBI的射电源条纹搜索算法,首先通过建立时延和时延率的二维搜索网格,使用每个网格点对应的先验时延和时延率构建线性时延模型;再使用该线性时延模型对原始数据分时段相关处理;然后采用二维傅里叶变换搜索残余时延和时延率,确定最大的相关幅度值对应的网格点;最后使用该网格点的先验时延和时延率以及残余时延和时延率重构二次项时延模型。通过对RadioAstron空间VLBI的地空基线实际数据处理,验证了该射电源条纹搜索算法的正确性。

submitted time 2022-06-24 Cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits60Downloads20 Comment 0

4. chinaXiv:202206.00149 [pdf]

1507年1月13日中心食观测记载得到的世界时改正数

马利华
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

清代乾隆安徽《铜陵县志》有1507年(明代正德二年)1月发生了一次中心食(日全食和日环食的统称)的观测记载。本文作者利用现代天文行星历表计算了此次日食的日食带,研究当时的世界时改正数。结合明代嘉靖江西《东乡县志》和清代顺治安徽《望江县志》两处地方志关于此次日食的观测记载,进一步分析了东乡县和望江县对此次日食的可观测情况。本文研究对于地球自转的长期变化研究具有一定的参考价值。

submitted time 2022-06-16 Cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits302Downloads145 Comment 0

5. chinaXiv:202205.00172 [pdf]

地平式太阳望远镜库德焦面指向跟踪误差建模研究

刘荣辉; 刘辉; 穆恒宇; 柳光乾
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

为提高地平式太阳望远镜库德焦面的指向跟踪精度,文章首先仿真了库德光路中主光轴、方位轴、高度轴、消旋轴不同心时在库德焦面上引入的跟踪误差,分析了库德焦面指向跟踪误差的复杂性,这一问题无法用夜天文望远镜卡焦指向模型解决。然后文章提出了一种基于机器学习的支持向量回归方法来构建太阳望远镜库德焦面的指向跟踪模型,并在NVST望远镜进行了实测建模和实验论证。实验结果表明:在模型改正之前,NVST在库德焦面的指向误差最大值是650.55角秒、RMS是115.88角秒,30分钟跟踪误差是6.46角秒;模型改正之后,指向误差最大值是25.02角秒、RMS值是3.98角秒,30分钟跟踪误差是1.10角秒。由此可见,基于机器学习的支持向量回归建模方法能有效提高地平式太阳望远镜库德焦面的指向跟踪精度。

submitted time 2022-05-30 Cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits402Downloads235 Comment 0

6. chinaXiv:202205.00173 [pdf]

基于概率霍夫变换的太阳射电Ⅲ和Ⅱ型暴自动识别及参数提取

沈发新; 高冠男; 汪 敏
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

耀斑和日冕物质抛射(Coronal Mass Ejection,CME)期间产生的非热高能粒子流和激波是产生灾害性空间天气事件的两种主要因素,它们主要观测特征分别是具有快速频率漂移特征的射电Ⅲ型暴和具有较为缓慢频率漂移的射电Ⅱ型暴。本文主要介绍了使用概率霍夫变换(Probabilistic Hough Transform)的方法,在观测数据中自动识别出太阳射电Ⅲ型暴和Ⅱ型射电暴,并提取射电Ⅲ和Ⅱ型暴的特征参数,最后利用识别出的射电Ⅱ型暴的物理参数估计了CME激波的速度。

submitted time 2022-05-30 Cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits470Downloads241 Comment 0

7. chinaXiv:202205.00174 [pdf]

阵列天线互耦效应研究

段雪峰; 王凯; 李健; 闫浩; 宁云炜; 曹亮; 马军
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

相控阵馈源是将阵列天线放置于射电望远镜焦面场处,用以实现更高增益及更灵活波束调控的接收机技术。鉴于其与阵列天线一样,是由多个天线单元以一定方式组合排列而成,工作时阵元之间产生电磁耦合在所难免。本文选用螺旋天线作为阵列天线单元,工作频率为1.25GHz,对独立天线进行仿真优化后,该天线-10dB阻抗带宽仅为70MHz。依托该天线单元建立5×5矩形排布螺旋天线阵列模型,分别选取阵元间距为10.50.250.125倍波长(1.25GHz@0.24m),以此验证不同阵元间距下的互耦效应对整个阵列带宽的影响。最终通过对各阵元输入阻抗进行匹配,仿真得到在0.25倍波长间距下,阵列中心阵子的-10dB阻抗带宽可扩展至550MHz,而阵列天线的带宽也基本表征了将其用作相控阵馈源的工作带宽。上述工作加深了对阵列天线带宽特性的理解,也为实际应用于射电望远镜系统的相控阵馈源实现更宽的工作带宽提供了可能。

submitted time 2022-05-30 Cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits423Downloads235 Comment 0

8. chinaXiv:202204.00141 [pdf]

大质量原恒星M17 MIR的多重吸积爆发过程

陈志维; 孙玮; Rolf Chini; Martin Haas; 江治波; 陈学鹏
Subjects: Astronomy >> Star and Galactic System

We report the discovery of a massive protostar M17~MIR embedded in a hot molecular core in M17. The multiwavelength data obtained during 1993--2019 show significant mid-IR (MIR) variations, which can be split into three stages: the decreasing phase during 1993.03--mid-2004, the quiescent phase from mid-2004 to mid-2010, and the rebrightening phase from mid-2010 until now. The variation of the 22\,GHz H2O maser emission, together with the MIR variation, indicates an enhanced disk accretion rate onto M17~MIR during the decreasing and rebrightening phases. Radiative transfer modeling of the spectral energy distributions of M17~MIR in the 2005 epoch (quiescent) and 2017 epoch (accretion outburst) constrains the basic stellar parameters of M17~MIR, which is an intermediate-mass protostar (M~5.4 Msun) with accretion rate ~1.1x10^-5 Msun in the 2005 epoch and ~1.7x10^-3 Msun/yr in the 2017 epoch. The enhanced accretion rate during outburst induces the luminosity outburst ΔL≈7600Lsun. In the accretion outburst, a larger stellar radius is required to produce accretion rate consistent with the value estimated from the kinematics of water masers. M17 MIR shows two accretion outbursts (Δt∼9−20 yr) with outburst magnitudes of 2 mag, separated by a 6 yr quiescent phase. The accretion outbusrt occupies 83\% of the time over 26 yr. The accretion rate in outburst is variable with amplitude much lower than the contrast between quiescent and outburst phases. The extreme youth of M17 MIR suggests that minor accretion bursts are frequent in the earliest stages of massive star formation.

submitted time 2022-04-20 Hits1234Downloads351 Comment 0

9. chinaXiv:202204.00117 [pdf]

提高YFOSC光谱观测效率方法的研究

陈宇扬; 王传军; 范玉峰; 伦宝利
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

丽江2.4米望远镜作为目前国内最大口径的通用型光学望远镜,在我国的夜天文观测领域有着十分重要的地位。从近几年观测时间分配的整体情况来看,云南暗弱天体成像光谱仪(YFOSC)的光谱观测在丽江2.4米望远镜总观测时间中的占比是最多的,因此提高其光谱观测效率和数据质量就成为了保证望远镜稳定科学产出的关键因素。本文将从影响YFOSC光谱观测效率的两个重要因素——星像入狭缝和望远镜闭环跟踪出发,对提高丽江2.4米望远镜YFOSC光谱观测效率和质量的方法进行介绍。

submitted time 2022-04-15 Cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits2790Downloads279 Comment 0

10. chinaXiv:202204.00115 [pdf]

RFI抑制技术在射电天文中的应用

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

针对射电天文观测过程中的射频干扰(RFI)问题,详细分析了国内外台站RFI抑制策略。根据各天文台站实际观测过程中遇到的RFI问题,分别从主动预防阶段、预相关阶段、后相关阶段、机器学习和深度学习等方面研究了RFI的预防策略和抑制方法。详细分析了主动预防阶段可采取的方法,预相关阶段的自适应滤波,和空间滤波方法;后相关阶段的VarThreshold,SumThreshold和奇异值分解等方法。探讨了基于机器学习的主成分分析、支持向量机、全卷积神经网络、卷积神经网络、U-Net等相关技术和方法在RFI信号处理方面的应用。

submitted time 2022-04-14 Cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits2510Downloads312 Comment 0

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