南京大学65 cm天文望远镜指向精度的修正研究

天望远镜的准确指向是正常观测的重要保障，也是望远镜系统本身的一项重要测试指标，南京大学天系65cm望远镜的成像OCD的视场较小，实际观测时，指向精度不高，待测天体的像往往不在视场内，为了修正南京大学天系65cm望远镜的指向精度，2004年7月-8月，对该望远镜的指向精度进行了测量并通过指向误差函数进行了指向精度的修正，首先建立指向误差修正模型，通过对不同天区恒星的观测可得到该望远镜在相应方位的观测指向误差值，将观测值和理论模型拟合，从而得到指向误差修正函数．建立南京大学65cm望远镜的指向误差修正模型，然后对其观测的指向误差值进行拟合，最后用拟合函数对观测进行指向修正，结果表明，通过指向误差函数对指向误差进行修正，提高了该望远镜系统的指向精度，目前，不仅可以使观测的星象能在CCD视场内，而且改正后的指向精度略优于1′，在修正前望远镜系统的指向精度RMS(均方差值)是117″，修正后望远镜系统的指向精度RMS(均方差值)提高到38″。     

太阳米粒组织目标特性对望远镜相关跟踪系统的影响

研究太阳目标特性对太阳望远镜相关跟踪图像稳定系统的影响,采用Hinode太阳光学望远镜的观测数据,对以2min为时间间隔采样的5幅太阳米粒组织图像进行相关计算.针对国家天文台正在研制的空间太阳望远镜(SST)主光学望远镜(MOT)相关跟踪图像稳定系统,分析了太阳米粒组织随时间衍化对相关跟踪系统图像移动计算精度的影响以及米粒组织动态变化对望远镜曝光时间的影响.仿真结果表明,更换参考图像时间不能大于2min,并且在保证算法实时性的情况下,选用参考图像的尺寸与相关跟踪系统定位精度成正比.     

基于GPS的FAST望远镜馈源平台自动测量控制系统

500m直径大射电望远镜(简称FAST望远镜)的跟踪观测是由馈源的空间运动来实现,因此馈源在搜索运动过程中要保持很高的稳定性。就馈源平台自动控制系统对位置和姿态测量精度要求进行分析,提出了采用实时动态技术和全球定位系统(GPS)姿态测量技术进行馈源平台的实时监控,以实现整个FAST望远镜对宇宙射电源的自动化跟踪。介绍了GPS时实动态姿态测量原理和FAST监测系统的构成,以及姿态测量的数学模型和解算方法。该方法在50mFAST馈源模型上试验得到馈源平台中心点位精度为5.65mm、姿态精度0.345°可以满足FAST望远镜一次支撑的精度要求。     

阵列结构型空间碎片光电望远镜观测精度分析

阵列结构型空间碎片光电望远镜(SDPTA)具有通用性强、视场大、单元众多、覆盖空域广、可靠性高等优点,针对国内首台阵列结构型空间碎片光电望远镜产生的大量观测数据无法识别的问题,提出一种基于两行轨道根数(TLE)数据的快速匹配识别方法。通过计算北美防空司令部(NORAD)发布的TLE数据对阵列结构型空间碎片光电望远镜的观测数据关联比对,用以识别空间碎片;并利用CPF(consolidated prediction format)星历的数据对已识别的数据中的激光星进行外符精度分析,检核识别准确性并对该阵列结构型空间碎片光电望远镜观测精度进行分析。经计算,该阵列结构型空间碎片光电望远镜外符精度为7. 9″。计算分析表明,利用TLE数据对未知碎片进行识别的方法准确有效,望远镜的观测精度达到了设计指标。     

倾斜仪在提高TM65 m射电望远镜指向精度上的应用

本文主要论述了上海天文台天马65 m射电望远镜(以下简称为TM65 m)如何利用倾斜仪来提高其指向精度.首先对倾斜仪的型号特点及其安装作了介绍,然后通过扫描射电源法比较了白天和夜晚指向差异的情况,通过与倾斜仪测量数据的比较分析了这一差异主要是温度梯度引起望远镜座架变形导致的,并利用倾斜仪的数据对其进行了有效的补偿.另外本文还介绍了用倾斜仪对TM65 m轨道不平度进行测量,根据望远镜自身特点,得到了"不同俯仰上的轨道不平度",比较了指向模型在分离轨道不平度前后的拟合精度,讨论了轨道模型分离后对指向模型精度提升的有效性.     

高精度光电编码器在南极望远镜中的应用研究

南极内陆极低的温度给天文望远镜的设计和研制带来了很大的挑战。要实现高精度的跟踪精度,望远镜上只有采用高精度的光电编码器作为轴角反馈元件,但是南极内陆冬季的温度范围从-50℃~80℃,在这样低温的环境下,直接采用光电编码器是不可能的。为了实现南极望远镜高精度的指向跟踪运动,特别是优于0.3角秒的跟踪精度时,必须要选用光电编码器。该报告首先研究了温度效应对光电编码器的影响,提出了一个初步的温控设计方案,然后基于CFD的模拟优化和低温环境实验验证,提出了实际的温控方案,并成功应用在第二台南极巡天望远镜的控制系统中。实验显示在-80℃的环境温度中,仅需要约6 W的加热功率就可以将读数头的温度提高到25℃左右,满足了光电编码器在南极低温环境中的使用要求。     

宽带移动卫星通信低成本组合姿态确定算法

针对现有低成本微机械惯性器件无法满足宽带移动卫星通信系统在机动状态下天线指向精度的问题,提出了微机械惯性测量单元与闭环跟踪信息相结合的姿态确定算法.该算法在航向上引入闭环跟踪的指向偏差角,经PI控制器反向校正航向陀螺的漂移误差,并利用跟踪指向信息的低频分量和陀螺的高频分量估计航向角.在横滚和俯仰上,首先以改进欧拉角作为状态向量,根据陀螺角速率信息和加速度计的重力场信息分别建立状态方程和测量方程;然后依据航向角速率和俯仰角偏差对载体运动状态进行判别,并在载体机动下调整方差矩阵以依赖陀螺进行姿态估计,克服机动加速度的扰动.实验结果表明,该算法与自适应卡尔曼滤波器相比,在载体机动状态下精度更高,其航向估计精度在±0.8°,倾角在±0.5°内,满足动中通姿态稳定精度要求.     

国内期刊亮点

正中国研发数字化天顶望远镜样机经典的光学天体测量技术观测得到的是地方铅垂线在恒星背景上的指向,它受重力场变化的影响,因而可用于垂线变化的测量和研究。这对天文学和地球科学的交叉研究领域具有特殊的意义,非甚长基线干涉测量(VLBI)、激光测距(SLR)等技术所能取代。中国科学院国家天文台田立丽等利用CCD等相关新技术、新器件,研制成功了口镜为20 cm的数字化天顶望远镜样机DZT-1。试观测表明,DZT-1做到高效率,每晚可观测上万个星次,这对抑制随机观测误差的影响,提高观测精度起到很明显的作用。同时DZT-1自动化程度高,甚至可通过遥控实现无人值守观测。同时因其小型化和易于移动,便     

哈雷彗星的照相观测及其定位

<正> 引言举世瞩目的哈雷彗星已经回归,全球性的观测研究早已展开,这对研究太阳系的起源和演化、生命的起源和演化等课题具有十分重要的意义。我们已于11月8日利用国产120折反式望远镜首次观测到哈雷彗星,并进行了近日来的连续跟踪观测,拍摄到了哈雷彗星的照片。本文综合了我们所获资料的其中一部分,并进行了初步归算,试图为小型望远镜的观测研究提供参考。     

中国巨型太阳望远镜

建设中国下一代大型地面太阳望远镜是我国太阳物理学科的共识.与当代1 m量级口径的地面大型太阳望远镜相比,下一代地面大型太阳望远镜更关注太阳和恒星物理的基本问题,对分辨率和磁场测量精度提出了更高的要求.计划中的中国巨型太阳望远镜是一架分辨率口径达到8 m,有效聚光面积不小于20 m2的望远镜,可探测太阳大气的基本结构及其演化.中国巨型太阳望远镜将为人类最终解决恒星磁场的起源、日冕加热等基本物理问题提供详尽的观测证据,为准确预报空间天气提供必要的理论和观测依据.     

基于均值漂移算法的人脸自适应跟踪

采用自适应人脸方向模板和YCbCr自适应肤色模型,提出了一种新的基于均值漂移算法的自适应人脸跟踪方法。与传统的均值漂移跟踪方法相比,当人脸倾斜时或光线变化时,该方法能更精确地描绘出人脸位置。实验结果表明,在基本上不增加计算量的情况下,该方法能对人脸的倾斜和光线的变化进行很好地自适应跟踪。     

小行星“北师大星8050”的测光性质研究

为得到小行星"北师大星8050"的相关性质,使用中国科学院国家天文台兴隆观测站85 cm和云南天文台稻城选址点50 cm望远镜的观测数据,利用基于蒙特卡洛-马尔科夫链算法的盘积分Lommel-Seeliger椭球模型,对北师大星的相关参数进行了反演,得到北师大星的椭球半径长度分别为(5.140±0.010)、(1.698±0.004)、(1.077±0.004) km,自转周期为(5.397±0.003)h,几何反照率pv=0.195±0.001;在H-G1-G2星等系统下的相位因子G1=0.259±0.002、G2=0.373 ±0.001,自转轴指向的黄道坐标为(104.68.,±80.06.)或(284.68.,±80.06.).     

单片机控制天文望远镜自动跟踪天体目标

 用单片机控制望远镜自动跟踪天体目标,可以按键操作取代人工转动操作,具有体积小、成本低、携带方便的特点.自动跟踪原理是首先进行手动跟踪,捕获目标的运动规律,记录运动轨迹.根据记录的数据,计算出步进电机的移动步距,通过控制步进电机转动,带动目镜移动,达到自动跟踪的目的.     

转子磁极分段移位斜极对永磁同步电机转矩的影响

为了降低齿槽转矩和转矩脉动对电机性能的影响,采用电机转子磁极分段移位斜极方法达到减振降噪、提高永磁同步电机性能的目的.基于此方法对电机的齿槽转矩进行理论计算,并利用有限元法在Maxwell中建立8极48槽内置式永磁同步电机模型,分析转子磁极分段移位斜极方法对齿槽转矩和转矩脉动的影响.研究结果表明:齿槽转矩中除了次数为转子磁极分段数及其倍数次的谐波外,其余谐波基本得到消除,并且随着转子磁极分段增加,齿槽转矩峰值逐渐降低,尤其在磁极分三段时,齿槽转矩峰值下降5.22 N·m,对齿槽转矩的削弱效果最为明显;负载转矩和转矩脉动随着转子磁极分段数的增加逐渐降低,转子磁极分两段时降低幅度较为明显,与转子磁极不分段相比下降60%,并且随着转子磁极分段数增加,转矩脉动趋于平稳.     

大射电望远镜馈源柔索支撑系统的建模与控制

根据柔索精确的悬链线解析表达式，推导出了两端固定时柔索初始长度与拉力之间的关系，从而能够精确而高效地获得柔索对两端节点的拉力，在此基础上应用牛顿-欧拉法建立了大射电望远镜馈源柔索支撑系统的动力学简化模型．针对该系统的非线性、慢时变、多变量耦合等特点，提出了一种带有自调整因子和比例积分校正环节的双模糊控制器来实现馈源轨迹跟踪．采用双模糊控制器对所建立的动力学模型进行了系统控制仿真实验．结果表明，该控制系统不仅能较好地跟踪期望信号，而且能满足馈源柔索支撑系统轨迹跟踪精度要求．     

立方晶体宏观织构取向分布函数的程序化

取向分布函数(ODF)从宏观整体上反映了多晶体各晶粒取向的统计分布,它突破了传统的极图法、反极图法用一维或二维图形来描述晶体的空间取向分布的局限性,可实现晶体取向分布的三维空间描述.针对具有立方结构的多晶体材料,采用级数展开法模型计算取向分布函数的理论模型,利用程序对ODF值进行了计算,并以Voronoi增量算法为基础生成包含有5000个晶粒的多晶体材料各晶粒的几何数据信息,与计算得到的ODF值一起导入OpenGL进行可视化处理,直观显示了多晶体材料中ODF值在各晶粒内的分布.通过对立方系多晶体材料的ODF测算,对该种材料的织构类型研究与分布规律分析具有重要的指导意义.     

Mean-shift改进算法在火箭目标跟踪中的应用

针对火箭目标跟踪问题,提出了一种基于改进Mean-shift算法的火箭目标跟踪算法。为克服传统Mean-shift算法难以对快速运动的火箭目标进行跟踪的问题,以及在跟踪过程中的跟踪误差累积问题。采用3帧差分法检测出火箭目标的大概位置,然后在此基础上使用Mean-shift算法实现对火箭目标的精确跟踪。仿真实验表明所提算法能够有效的实现火箭目标的跟踪,并能很好的解决跟踪过程中的跟踪误差累积问题。     

基于δ算子的广义预测极点配置控制器

研究δ算子描述的线性离散系统的广义预测极点配置问题。综合利用δ算子、预测控制极点配置的特性，提出基于δ算子的广义预测极点配置控制器（DGPP），克服了q算子广义预测控制的某些不足，并给出系统参数的选择方法。仿真结果表明本文算法的有效性。     

卫星导航接收机定点环路跟踪精度研究

针对浮点与普通定点环路控制在运算量和资源占用方面的问题,基于对卫星导航接收机传统信号跟踪方法及精度的研究,提出了一种改进的定点环路控制方法,并分别从鉴相器量化误差、滤波器系数近似以及滤波器运算误差3方面,对其相对于浮点环路控制的跟踪精度损失进行了理论分析和实测验证.实测结果验证了误差分析的正确性.     

基于均值移动和椭圆拟合的人脸跟踪算法

为了解决均值移动跟踪算法对目标的尺度变化自适应能力差的缺点,针对人脸跟踪具体问题,提出了一种基于均值移动和椭圆拟合的人脸跟踪算法.根据当选择较大核窗进行均值移动跟踪时一般可以准确定位目标的事实,以及人脸形状椭圆近似性的特征,利用一个较大核窗的均值移动跟踪器对人脸目标进行粗略定位,在此基础上再用一种高效鲁棒的直接最小二乘椭圆拟合方法来自动调整人脸尺度的大小.实验表明,该改进算法能有效地解决均值移动人脸跟踪中的目标尺度自适应调整问题,其跟踪效果明显优于原均值移动目标跟踪算法.