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。     

中意合作西藏羊八井ARGO-YBJ实验成果概览

文章简要介绍了中意合作西藏羊八井ARGO-YBJ宇宙线观测实验的物理目标和探测原理,重点概述了ARGO-YBJ阵列自2007年稳定运行以来在宇宙线实验观测中取得的重要成果,如甚高能γ点源、大尺度各向异性、宇宙线月亮阴影效应和全粒子谱等。     

羊八井ARGO阵列结构的研究

羊八井宇宙线观测站中意合作项目RPC地毯实验正处于安装和调试阶段，对其基本结构和工作原理的研究，为全覆盖式阵列宇宙线观测研究提供了理论依据，使之更能全面地了解RPC宇宙线研究的全过程。     

LHAASO-WFCTA读出电子学系统架构设计

广角切伦科夫望远镜阵列（Wide Field of View Cherenkov Telescope Array,WFCTA）是大型高海拔空气簇射观测站（Large High Altitude Air Shower Observatory,LHAASO）的主要探测器阵列之一,其物理目标是完成30 TeV到几个EeV的宇宙线能谱测量. 望远镜读出电子学系统包括1 024个通道,需要处理的信号既有脉宽为几十ns的切伦科夫信号,又有脉宽为μs的荧光信号. 本文详细介绍了望远镜读出电子学系统的架构设计,为了减少数据量,设计了在线触发的事例筛选架构：在子模块电子学上先进行第一级硬件触发,再在触发电路上实现事例触发. 同时该电子学系统采用了4点压缩的方式获取波形数据,覆盖波形宽度为2.24 μs. 实验室测试结果表明：读出电子学系统可以正确获取信号波形,电荷测量的动态范围可以覆盖10 P.E.(Photon Electron)到32 143 P.E.,高增益通道和低增益通道的重叠区从857 P.E.到1 714 P.E.,高低增益比值与设计相符,电荷分辨率在10 P.E.时优于20%,在32 000 P.E.时优于5%,相对偏差在10 P.E.时优于5%,在32 000 P.E.时优于2%,该读出电子学系统满足设计要求.     

LHAASO-WCDA探测器时间刻度的研究

在高能物理宇宙线观测中,探测器时间标定系统的精度至关重要.对于LHAASO实验WCDA探测器,时间测量的精度决定了测量原初宇宙线方向的灵敏度.为达到0.2 ns的时间精度,给出了一种基于物理簇射事例的时间刻度方法,并实现刻度探测器阵列的离线刻度软件.使用蒙特卡洛模拟数据对该方法进行检验,方法能够满足时间刻度的要求.     

LHAASO与宇宙线起源

宇宙线的能谱延展到超过10¹⁵电子伏特(PeV)的能段,这表明银河系中存在超高能的宇宙线加速源.而近期的甚高能伽马射线观测表明,长期以来被认为是主要宇宙线加速源的超新星遗迹很难把宇宙线加速到超高能.因此,寻找超高能(PeV)宇宙线加速源是宇宙线起源研究中的核心问题.其中一个最直接的方法就是寻找加速源附近宇宙线与星际气体相互作用产生的超高能伽马射线辐射.我国的高海拔宇宙线观测站(LHAASO),由于其在超高能伽马射线能段世界领先的灵敏度,成为这一研究的理想工具.LHAASO半阵列建成后一年之内,已经在银盘上观测到了十二个超高能伽马射线源,在这一领域取得了突破性的进展.本文将介绍这些已得到的观测结果,并对LHAASO全阵列建成后可能的新进展进行展望.     

天山射电实验探测极高能中微子和宇宙线

宇宙中微子正开启一个电磁波观测宇宙之外的全新窗口.然而,传统的中微子探测手段由于造价过高,导致探测器有效面积不足或观测时间有限等问题,不便于进行高能中微子(一般认为能量大于1015 eV为超高能,能量大于1018 eV为极高能)的观测.射电阵列,采用造价低、全天候观测的射电天线,可以建造大面积的观测阵列,达到极高能中微子天文学和极高能宇宙线探测所需的高灵敏度.在科技部国家重点基础研究发展计划项目"宇宙第一缕曙光探测"的资助下,原型阵列TREND(天山射电探测中微子探测器)在2011–2012年的运行过程中取得了重要的成果,仅依靠单极化接收天线阵列,首次证明了不依赖于传统粒子探测器的自触发射电探测方式可以对高能粒子大气簇射进行有效探测.我们计划建造一个巨型天线阵列GRAND,这将是世界上1017 eV以上最灵敏的高能中微子望远镜,可以对高能中微子进行有效的观测.     

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″。     

简单重心法快速重建大EAS芯位

簇射芯位重建是基于地面的宇宙线观测实验的关键工作之一.利用广延大气簇射（EAS）和探测器蒙特卡洛模拟程序,模拟超高能原初宇宙线粒子质子和铁核成分产生的簇射前沿在探测器阵列的分布行为,根据模拟数据,分析了击中数最大探测器灵敏单元与簇射芯位的关系,以及重心法重建簇射芯位的精度,结合二者的特点,提出简单重心法重建簇射芯位,初步研究表明,该方法可快速重建EAS芯位,并使芯位重建精度提高到1 m.     

宇宙线较长周期变化研究

利用羊八井ASγ阵列实验数据分析宇宙线的较长周期变化.收集整理Tibet ASγ阵列1994～2003年间记录的宇宙线触发率数据和气象数据,发现这段时间的宇宙线触发率存在明显的年周期变化,气压、室内温度、室外温度与宇宙线触发率有着相似的年变化,存在较强关联;对宇宙线触发率进行多元气象参量修正,修正后的宇宙线触发率不再有...     

宇宙线日周期变化研究

到达地球的宇宙线强度可能存在着日周期变化,研究宇宙线恒星日和太阳日周期变化对解决宇宙线起源、传播以及调制等这些基本问题有重要意义.首先对仿真信号进行周期分析处理,给出利用周期折叠分析法要区分宇宙线中可能的太阳日和恒星日周期信号,需要至少7.6年的宇宙线数据.然后利用羊八井Tibet ASγ阵列1994—2003年间记录的宇宙线触发率数据,气象修正后,将小波变换与折叠周期分析方法相结合,对10TeV宇宙线太阳日和恒星日周期变化情况进行分析研究,发现了宇宙线中的1.0d(太阳日)周期,其信噪比为46.3,变化幅度约为0.48%,最大值处的相位约为0.82(19.7h),没有发现0.997d(恒星日)周期.     

基于小波变换的1～10 TeV宇宙线气象效应研究

利用小波变换,结合折叠周期分析方法,对西藏羊八井宇宙线观测站Tibet ASγ阵列1997年11月~1998年6月的实验记录数据进行周期分析,验证了气象参量,包括观测面处大气压和室外温度的日变化和半日变化.关联分析表明:宇宙线流强的周期变化与气压和温度的周期变化显著相关.     

小波分析在1-10TeV宇宙线气象效应研究中的应用

利用小波变换,结合折叠周期分析方法,对羊八井宇宙线观测站TibetASγ阵列1997年11月到1998年6月的实验记录数据进行周期分析,发现了气象参量,包括观测面处大气压和室外温度的日变化和半日变化.接下来的关联分析表明:宇宙线流强的周期变化与气压和温度的周期变化显著相关.     

米波射电观测研究银河宇宙线的分布和起源

100多年来,银河宇宙线的起源,传播,空间分布一直是宇宙线的研究重点之一,至今虽有巨大进展但仍远没有完全明白.近年来,射电,光学,X-ray和γ-ray的联合观测对我们了解银河宇宙线起到了重要的推动作用.它们已经给出的众多证据表明银河宇宙线很有可能主要起源于超新星遗迹的扩散激波加速.对高灵敏度Fermi银河弥散γ-ray数据的分析,使得我们对宇宙线在银河系内分布和组成的认识进一步加深.米波射电观测将有可能在银河宇宙线的空间分布和传播(通过电离氢区和行星状星云的吸收观测,高灵敏度高分辨率米波射电巡天),宇宙线的起源(超新星遗迹激波区域的观测,河外点源和脉冲星的闪烁,散射观测,Te Vγ-ray源在低能端的对应体的搜寻)方面起到重要的作用.     

宇宙线较长周期变化研究

利用羊八井ASγ阵列实验数据分析宇宙线的较长周期变化.收集整理Tibet ASγ阵列1994～2003年间记录的宇宙线触发率数据和气象数据,发现这段时间的宇宙线触发率存在明显的年周期变化,气压、室内温度、室外温度与宇宙线触发率有着相似的年变化,存在较强关联;对宇宙线触发率进行多元气象参量修正,修正后的宇宙线触发率不再有明显的年变化;利用小波分析和数学统计方法分析气象修正后的宇宙线触发率,没有发现确定的几日周期.统计结果显示：宇宙线周期变化中4日周期和6日周期较多,其次是5日7、日和8日周期.     

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     

面向核聚变舱探测的遥操纵蛇形机器人系统

为了监测核聚变试验装置的日常运转状况,代替人类进入舱内完成探测作业任务,设计一种具有蛇形多关节结构的遥操纵机器人系统.该系统由前端的双重观测机构、中部的多个悬空机械臂和后端的直线轨道推进装置组成.通过对系统各部分的结构设计及功能分析,确立了组合式悬空机械臂各关节的主要参数指标.对机器人系统的探测工作空间以及机械臂的运动和力学特性进行了仿真分析,实际构建了机器人原理样机以及核聚变舱的模拟几何环境.对原理样机的基本运动及观测性能进行了实验测试,测试结果验证了所设计的机器人系统的可用性和有效性.     

FAST观测规划系统设计与研发

望远镜的动态调度是决定望远镜产出率的关键因素。本文在学习国内外望远镜调度规划的基础上,结合FAST实际情况,设计了FAST观测管理系统,同时实现了FAST观测规划子系统。FAST观测调度规划是一个多目标优化问题,本文在考虑影响望远镜观测数据质量的天气条件、观测目标的科学价值等影响因子的情况下,采用遗传算法对FAST观测申请MSB进行动态调度规划,最后将规划好的观测申请解析成FAST总控系统识别的指令集文本发送给总控系统。该系统还将向用户展示场址基本信息以及观测申请的观测进度等。通过观测调度,提高FAST的观测质量和产出率,同时减少观测人员的负担。     

中德亚毫米波望远镜落户西藏

近日,由我校作为主要参与单位的中德亚毫米波望远镜奠基仪式和“西藏羊八井宇宙线国家野外科学观测研究站”及“国际科技合作基地”揭牌仪式在当雄县羊八井举行。     

一种低剖面螺旋阵列天线的设计

针对移动卫星通信系统的要求,设计了一种低剖面的轴向模螺旋阵列天线。通过采用小螺距角轴向螺旋天线阵列降低天线高度;使用微带匹配移相网络提高天线的阻抗和轴比特性。对原理样机进行测试,实测结果表明该天线在工作频段内天线增益10dBi、轴比1.6、驻波比1.5。所设计的天线具有重量轻、剖面低、易于集成的特点,具有良好的应用前景。