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  • 一种星系形态分类的新方法-GMC

    分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-08-20 合作期刊: 《天文研究与技术》

    摘要: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。

  • 火星轨道器次表层探测雷达数据处理技术与现状研究

    分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2020-08-14 合作期刊: 《天文研究与技术》

    摘要:火星是重要的地外天体探测目标之一,对火星表面进行的探测、研究表明火星表面曾经存在液态水,水是生命存在的基础与前提条件,因此在次表层寻找不同形式的水是目前火星探测的重要科学目标之一。近十七年来,欧洲火星快车上搭载的火星次表层和电离层探测先进雷达以及美国火星勘测轨道器上搭载的浅表层雷达开展了对火星次表层的大量探测,由于雷达的工作原理,雷达获取的原始回波数据需要经过距离向、方位向处理、电离层校正等数据处理步骤才能完成成像,从成像数据中提取科学信息,取得了众多科学成果。火星次表层探测雷达的数据处理技术在火星次表层探测上发挥了不可或缺的作用,具有很强的代表性与参考价值。综述目前利用雷达对火星次表层展开的探测与研究,介绍了火星次表层探测雷达数据处理技术,列举了取得的部分科学成果,并展望将要投入使用的火星次表层探测雷达。

  • 基于虚拟天文馆对全天相机姿态的精确测量

    分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2020-06-23 合作期刊: 《天文研究与技术》

    摘要:全天相机已广泛地使用在气象、天文等领域. 在监测云量、夜天光、流星等应用中, 均需要准确掌握相机的姿态参数, 特别是在安装和运维中造成的偏差. 本研究旨在开发一套基于虚拟天文馆的像场测量方法, 通过比较参考恒星的虚拟坐标及其像点的实测坐标, 高精度测量相机的姿态参数. 使用中国科学院云南天文台安置于四川无名山观测站的全天相机, 分析于2016至2017年获得的4组全天图像, 采集了容量分别为~10、~50、~200的恒星样本, 通过Stellarium虚拟天文馆获得了恒星的地平坐标, 对全天相机像场的天顶位置、测者子午线方向等基本参数进行了精确的测量. 主要结果为: (1)开发了一种基于虚拟天文馆计算恒星地平坐标功能的测量方法, 使姿态测量建立在容量较大的参考恒星上. 该方法准确度高, 对设备配置的依赖性低, 具有较强的可移植性. (2)采用网格法对图像天顶的定位达到了亚像素的精度, 有望满足高定位精度监测的需要. (3)全天相机姿态精度的首要指标是光轴的竖直性, 光轴偏离天顶会对投影的轴对称性造成不可忽略的影响. (4)维护作业对圆形像场几何参数的改变甚微, 但可能会改变指向和旋转角, 并需要重新测量. (5)生成了符合制图惯例的可视化产品, 为监测数据的深入分析奠定了基础.

  • 一种面向FAST PB量级脉冲星数据处理加速方法及系统

    分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2020-06-09 合作期刊: 《天文研究与技术》

    摘要:500米口径球面射电望远镜FAST已投入科学运行,漂移扫描巡天采集数据量已超过1PB,预计每年新增至少5PB。现有数据处理软件如PRESTO、SIGPROC等已无法满足PB量级数据的快速处理要求。提出了一种基于PRESTO的分布式并行计算方法,整合利用数据库技术和异地异构计算资源,构建了一套命名Craber的计算加速系统。整体系统由FAST早期科学数据中心与国家天文台团队共同设计和实现。启用Craber子网计算集群D中55个计算节点,应用Parkes多波束巡天数据集和FAST漂移扫描数据验证了系统流程和搜索数据库。单个100MB Parkes巡天数据文件平均耗时36秒,单个128MB FAST巡天数据文件平均耗时22秒。该系统目前已实际参与FAST数据处理并产生数十颗脉冲星发现,有效帮助FAST加速数据处理和扩大新样本数量。

  • 全天相机云图去噪算法的研究

    分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2019-09-18 合作期刊: 《天文研究与技术》

    摘要: 全天相机云图在天文观测领域具有重要价值,但云图所含噪声会造成不良影响。本文先后分析了星光噪声、月光噪声、日光噪声、雷电噪声、反光噪声和特殊噪声等,并总结出不同类型噪声的分布、区域大小等方面的特点,最后结合与云层的相对位置关系提出了边界阈值法、时间轴法、反比例线性变换等8种图像处理去噪算法,并形成一个完整的去噪系统。通过实验对不同的算法加以比较,得出不同噪声情况下的最佳去噪方案。实验结果表明,该系统可以有效去除常见噪声,基本保持云层和天空的信息完整性,可简单便捷实现云图去噪。

  • 大型射电望远镜面形精度测量方法研究综述

    分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2019-04-29 合作期刊: 《天文研究与技术》

    摘要:射电望远镜是天文观测与深空探测的重要设备,当前正朝着大口径、高频段方向发展。大型射电望远镜的面形精度是影响接收性能的关键指标。为了厘清各种大型射电望远镜面形精度测量方法的特点,将大型射电望远镜面形精度测量方法分为了四类:经典测量法、激光测量法、摄影测量法和微波全息法;详细阐述了各种面形精度测量方法的原理及应用,并对比分析了各自的优劣势;最后对大型射电望远镜面形精度测量方法的发展趋势进行了论述和展望,为不断探索和创新望远镜面形精度测量方法提供了启发。

  • 中国传统星空资源的WWT集成与共享

    分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2018-05-28 合作期刊: 《天文研究与技术》

    摘要:

    在大数据时代,如何有效利用信息技术保护并传播我国传统星空文化是天文学家和教育学家面临的新挑战。利用万维天文望远镜平台强大的数据融合能力和先进的数据可视化技术集成并共享中国传统星空数据资源,精彩展现中国星空。进一步整合成可供公众自主学习、使用的数字化资源,推动科技与教育双轮驱动,体现了现代文化传播和科普教育的重要发展方向。

  • 广义延拓法在GPS精密星历内插和外推中的应用

    分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2018-05-17 合作期刊: 《天文研究与技术》

    摘要:

    利用精密星历解算卫星坐标是实现GPS高精度差分定位的首要基础,受限于GPS精密星历的采样时间间隔,为了得到任意时刻的卫星坐标,需要对全球定位系统精密星历数据做内插和外推处理。分析卫星位置随时间变化的规律后,采用广义延拓法对卫星的一段轨道构造以时间为坐标的内插和外推模型,在不引入较大位置误差的同时简化了卫星坐标的计算过程,并与拉格朗日插值法进行对比实验。研究结果表明,利用广义延拓法内插时误差小于5cm,且在外推30min内仍然能维持精度,明显优于拉格朗日插值法。

  • NVST偏振观测系统的运动控制实现

    分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2018-05-15 合作期刊: 《天文研究与技术》

    摘要:云南天文台的1m新真空太阳望远镜(New Vacuum Solar Telescope,NVST)是我国在太阳物理和空间科学对太阳进行光学和近红外观测的主力设备,主要科学目标是高精度、高时空分辨率的太阳磁场测量。NVST采用机械扫描偏振观测方式,由于其光学系统的结构特性导致望远镜在跟踪太阳的过程中不可避免地引入了随时间变化的偏振效应,因此在进行偏振观测时需要进行系统定标,整个系统由定标单元、分析单元和探测器组成,其间涉及的多个运动部件均有复杂精密的运动要求。针对偏振定标过程和偏振观测过程中各光学器件的运动需求,给出了定标单元和分析单元的控制要求,实现了不同观测模式时各部件的运动要求。基于TCP/IP协议的远程控制方案,集成了采用串口通讯的各商用驱动控制器,开发了一套在.NET架构下的定标单元控制软件和相应的用户界面,并预留了OCS接口。性能测试表明,系统符合实际观测要求,现已投入使用,为后续的偏振观测奠定了基础。

  • 基于ROACH2-GPU的集群相关器研究-X-engine模块的设计与实现

    分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2017-10-20 合作期刊: 《天文研究与技术》

    摘要:随看射电干涉技术的不断提升,干涉阵列规模越来越大,观测能力逐渐增强,但随之而来的是超大数据的实时处理问题。针对该问题,结合射电干涉仪相关器在数据运算和传输等方面的需求以及射电干涉阵列信号的特征,研制了一套基于图形处理器集群的通用相关器并用于“天籁计划”的数据处理:首先根据射电信号的关联计算特性,按频段将计算任务分配到不同图形处理器节点,并合理均衡各节点网络负载;然后由不同图形处理器节点独立完成各自的计算任务并将计算结果实时送往存储节点;最后按图形处理器集群通用相关器的设计方案成功安装部署系统并根据“天籁计划”一期的需求进行了性能测试。该图形处理器集群相关器计算性能约为理论峰值性能的46%;相对于传统方案的相关器,基于图形处理器集群的相关器具有开发周期短、可扩展性强、部署简单等优势。

  • 活动星系核动量驱动反馈机制的研究

    分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2017-10-20 合作期刊: 《天文研究与技术》

    摘要:观测中发现星系中心超大质量黑洞的质量与星系核球速度弥散或星系核球质量之间存在紧致关系。一般认为这类关系是由活动星系核反馈造成的,但是活动星系核反馈过程的微观物理实现并不清楚。甚至活动星系核反馈的提出者(Silk )也对其有效性提出质疑。利用星系的观测数据重新考虑了活动星系核的反馈过程,检验了活动星系核反馈的有效性。收集了一个包括29个星系的样本,通过样本星系的观测数据对它们的势场和由动量反馈而致的气体壳层在势场中的运动做了更准确的研究,发现绝大多数星系的动量反馈是有效的。

  • 灾难性测光红移对重子声波振荡和弱引力透镜限制暗能量状态方程参数的影响

    分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2017-10-20 合作期刊: 《天文研究与技术》

    摘要:研究了存在灾难性测光红移误差时重子声波振荡(Baryon Acoustic Oscillations , BAO)和弱引力透镜(Weak Lensing, WL)的互补效应,以及灾难性测光红移误差对限制暗能量状态方程参数的影响。针对类大口径全天巡视望远镜(Large Synoptic Survey Telescope , LSST)的巡天项目,建构了在z-zph面左上角(UL)和右下角(BR)局域性分布的灾难性测光红移误差模型,并分别针对左上角和右下角的灾难性测光红移,利用费舍尔矩阵(Fisher Matrix)分别估计它们对重子声波振荡、弱引力透镜和联合重子声波振荡+弱引力透镜(BAO+WL)限制暗能量状态方程参数的影响。若拟合模型没有包括实际存在的灾难性测光红移误差,则左上角和右下角的灾难性测光红移造成的偏差并非总是同号的。重子声波振荡受灾难性测光红移误差的影响最小,对于总比例为F, = 0. 02的灾难性测光红移,最大的影响也只是左上角和右下角两部分对、。造成的偏差,相对偏差约为30%。但在对弱引力透镜和联合重子声波振荡+弱引力透镜的影响上,通常都有几倍的偏差,因此灾难性测光红移误差的影响不可忽略。另外,关于弱引力镜对w0的限制,左上角和右下角造成的偏差大小几乎相等,但符号相反,从而导致总体影响反而变得很小。当拟合模型包括灾难性测光红移误差在内后,虽然测光红移误差分布模型多了45个自由度,但在同样大小的训练集的情况下,重子声波振荡和弱引力透镜的互补效应仍然很强。在此条件下,暗能量状态方程参数的误差并没有太大的增加。特别是重子声波振荡的限制结果增加量少于1%。弱引力透镜对w0和wa的限制误差分别增加了14%左右(UL+BR)和6%左右(UL+BR),而联合重子声波振荡+弱引力透镜对w0和wa的限制误差都只增加5%左右(UL+BR)}