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1. chinaXiv:202105.00078 [pdf]

GECAM卫星快速预处理流程设计与实现

马福利; 陈玲; 李冰; 郑世界; 王平; 于勤思
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

GECAM是专门针对引力波伽马暴的研究机遇而提出的中国科学院空间科学(二期)先导专项卫星任务。GECAM卫星通过数传、遥测以及北斗短报文三个通道下行触发、事例、并道、工程以及短报文等多种类型的数据,数据预处理过程需要对这些数据进行快速正确处理,以满足科学家对天文事件数据正确性和时效性的要求。本文针对GECAM卫星数据处理时效性要求高、数据连续完整、多信道数据融合处理以及触发事件数据切分等特点,对科学数据处理流程和天文警报信息处理流程进行了设计,概述了关键核心算法的思路与实现方法。卫星发射入轨后,数据预处理软件运行良好,正确性和及时性指标满足要求,为后续爱因斯坦探针(EP)卫星、中法天文卫星(SVOM)等空间天文卫星开展数据预处理工作提供了参考。

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2. chinaXiv:202105.00079 [pdf]

基于线性规划的云南40米射电望远镜短期观测编排方法

戴伟; 卫冰涛; 郝龙飞; 卫守林; 梁波
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

望远镜自动化观测编排,是望远镜观测控制系统实现自主观测必不可少的组成部分。云南天文台40米射电望远镜需要对观测目标制定中长期和短期的纲要,目前对短期的目标进行纲要的编制时,主要依赖观测人员根据经验手动来实现,这种方式不仅低效耗时,更有可能会导致结果显著地偏离最优观测方案,不能充分利用望远镜宝贵的观测时间。本文使用混合整数线性规划模型,分析了云南天文台40米射电望远镜的短期观测目标的问题,定义了短期观测目标调度中的限制条件,以最小化望远镜的寻址时间作为目标函数,使用数学优化来解决射电望远镜短期观测目标编排问题,并在云南天文台40米射电望远镜上进行了测试,能较好地满足目前短期观测目标编排的需求。

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3. chinaXiv:202105.00080 [pdf]

轻量化氢原子钟用 Zr-V-Fe-Cr 吸氢合金的研究

艾永昌; 苏童; 黄水明; 徐凯; 侯雪玲
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

随着天文技术的发展,小型化天文卫星成为了天文领域的研究热点。作为天文卫星核心的氢原子钟,他的轻量化也势在必行。目前氢原子钟上使用的吸附泵为钛多孔材料,它的氢容量小,且体积大,激活温度高。无法满足氢原子钟小型化,轻量化的要求。本文研究了具有大储氢容量的 Zr-V-Fe-Cr 新型吸氢合金,并利用XRD、SEM、储氢性能测试平台等测试手段。结果表明:新型合金的 Zr-V-Fe-Cr 的吸氢容量高于多孔钛,且吸氢性能能够满足使用要求。为氢原子钟的氢源系统轻量化提供了新的选择,有望用在下一代轻量化氢原子钟中。

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4. chinaXiv:202105.00081 [pdf]

天文镜面保护铝膜偏振特性测量方法

夏 苏; 袁 沭
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

望远镜的仪器偏振效应主要由金属镜面的反射偏振效应引起,是当前高精度天文偏振测量主要面临的技术问题。为了能够消除仪器偏振对偏振测量精度的影响,在实验室对金属镀膜材料的偏振特性进行精确而全面测量研究就显得至关重要。本文针对保护铝膜提出一种偏振特性测量方法,该方法使用两种光电调制方式对保护铝膜的Mueller矩阵关键元素进行直接测量,并基于双层膜的结构模型,使用多入射角多波长下的测量数据在不依赖色散模型以及参数假设的情况下反演光学参数。本文方法的反演结果与传统方法得到的结果保持一致,同时本文方法能够对偏振特性进行更好的表征。

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5. chinaXiv:202105.00082 [pdf]

光纤式IFU检测系统自动化功能的设计

王亮喆; 王咸奇; 钟悦; 常亮
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

对中国科学院云南天文台现有的光纤式IFU集成化检测系统进行改进,实现了该系统的可视化和自动化检测功能。根据检测流程,通过一键式操作完成光学元件自动切换、成像系统连续离焦控制、自动化数据采集及数据处理等,可一次性检测出光纤阵列排布精度、微透镜阵列排布精度、光纤焦比退化、光纤透过率等基本参数,增加了计算赝狭缝端每根光纤沿光轴方向排布精度的功能,并在实验室验证了自动化系统的性能。该系统实现全自动化后,可将原来需要数周的检测时间缩短至一天之内,极大地提高了工作效率,有利于促进国内光纤积分视场单元制作和测试工艺的发展。

submitted time 2021-05-27 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits406Downloads60 Comment 0

6. chinaXiv:202105.00083 [pdf]

相互逼近技术用于小行星702(Alauda)的高精度位置测量试验

覃永贵; 彭青玉
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

本文把Morgado等人提出的相互逼近(mutual approximation)技术从天然卫星的天体位置测量拓展到小行星和邻近Gaia星表参考星的相对位置测量,希望获得更高的小行星的位置测量精度。使用中国科学院云南天文台 1m 光学望远镜在2020年11月11~12日对小行星702(Alauda)进行了试验观测。在观测资料中,目标小行星共有5次相互逼近事件。参考Gaia DR2(Data Release 2)星表,归算结果显示,在准确度方面,相互逼近方法与经典天体测量(四常数模型)方法具有良好的一致性;在测量精度方面,相互逼近方法在赤经、赤纬两个方向分别为6毫角秒和2毫角秒,相比于经典天体测量(四常数模型)方法在位置测量精度上有6~10倍的提高。

submitted time 2021-05-27 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits419Downloads77 Comment 0

7. chinaXiv:202105.00084 [pdf]

大口径射电望远镜轮轨滚动接触有限元分析

师洪强; 许谦; 王娜; 王兆军
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

通过显式有限元法建立轮轨滚动接触模型,用于分析110米口径射电望远镜滚轮经过焊缝时的应力变化。建模时不仅考虑了焊缝处材料差异,同时还考虑轨道焊缝处表面不平度和摩擦系数的影响,分析了滚轮经过轨道焊缝时轮轨间作用力的瞬态响应。采用层级细分技术对轮轨模型进行前处理,经过静力学分析结果表明,模型求解精度较高。将该前处理模型用于瞬态分析发现,焊缝处表面不平度对轮轨间作用力影响较大,使轮轨间Mises应力增加了约20%,可能会对轨道长期可靠服役带来一定的隐患,因此需要定期对轨道的状态进行检测与维护,保障轨道的长期可靠服役特性。

submitted time 2021-05-27 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits403Downloads59 Comment 0

8. chinaXiv:202105.00044 [pdf]

2015年11月4日太阳射电爆发干扰导航信号事件中的X-ray先兆分析

董亮; 闫小娟; 黄文耿; 李攀; 于超; 高冠男; 阿尔察; 沈发新; 郭少杰
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

太阳射电爆发是无线通信特别是卫星导航通信的潜在影响因素之一。2015年11月4日的太阳射电爆发事件在1415MHz点频上的流量达到了峰值5800SFU(Solar Flux Unit),位于日下点的欧洲GPS系统和瑞典的航空导航系统均受到了影响。本文分析了该次事件产生源活动区的X-ray流量变化与射电流量变化之间的时间前后关系;通过比对,X射线的流量抬升时间较之于射电阈值具有30分钟的提前量;随后本文讨论了该提前量之间的物理背景,即软硬X射线分别对应了热电子和非热电子辐射,而非热电子是产生能够造成该类空间天气事件射电爆发的物理条件,X射线由软转硬过程中流量的抬升变化,正好为进一步防控该类空间天气事件提供了一种有效的手段。

submitted time 2021-05-08 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits820Downloads107 Comment 0

9. chinaXiv:202105.00045 [pdf]

用CLEAN算法对嫦娥四号低频射电频谱仪信号进行干扰抑制

刘晨迪; 周建锋; 苏彦
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

嫦娥四号低频射电频谱仪放置在月球背面,其天然观测条件得天独厚。然而,嫦娥四号平台存在约10-15W/(m2*Hz)级别的强干扰,并且干扰在每道时域数据中都存在明显的差异,这大大削弱了低频射电频谱仪的天文观测灵敏度。为此,本论文从两组信号的相关性出发,提出基于CLEAN算法,借助互相关功率谱、傅立叶级数展开等工具,把低频射电频谱仪A、B、C天线的时域观测数据切分为强相关的CLEAN模型信号和部分相关的残余信号两个部分。其中CLEAN模型信号主要由平台干扰信号和可能的低频强射电爆发组成;残余信号由接收机噪声、未扣除干净的平台干扰信号和常规的低频射电信号组成。将该方法应用到实际数据中,结果表明嫦娥四号低频射电频谱仪的未积分灵敏度可以提高约8个数量级,达到10-23W/(m2*Hz)水平。在此基础上,基于对平台干扰信号中确定性成分和宽带随机成分的分别处理,再借助低频射电爆发信号和平台干扰信号在功率谱上不同的表现,以及常规低频射电天文信号受月球自转调制等信息,将来科学分析工作的重点是进一步处理CLEAN模型信号和残余信号,以期发现低频强射电天文爆发信号,乃至对全天区进行粗略的成像。

submitted time 2021-05-08 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits639Downloads116 Comment 0

10. chinaXiv:202105.00011 [pdf]

基于神经网络的准实时单站电离层TEC反演

卢伟俊; 马冠一
Subjects: Astronomy >> Astrophysical processes

使用全球导航卫星系统(GNSS)进行电离层总电子密度(TEC)反演时,单站相对于多站观测网是一种灵活简便的方法。基于人工神经网络,本文提出了一种准实时单站电离层TEC反演的方法。在这种方法中,上一个时段的硬件偏差被作为初值并随着观测值调整,同时电离层TEC也被准实时地反演。为了对这种方法进行详细的评估,通过位于中国的单站,四天磁静日的TEC被分别采用提出的方法与经典的最小二乘球谐函数法反演,其中硬件偏差和TEC的参考值通过附近的多站网得到。在另一个测试中,通过位于欧洲的单站,一次电离层暴事件及前后平静日的TEC也被分别通过上述方法反演。在磁静日,估计的硬件偏差在整体上相对于最小二乘球谐函数法更接近于参考值,反演的TEC也更接近于参考值。电离层暴时,两种方法反演的TEC也具有很好的一致性,神经网络法估计的硬件偏差与磁静日的硬件偏差更接近。结果表明,提出的神经网络法相比最小二乘球谐函数法具有较高的精度。

submitted time 2021-04-29 From cooperative journals:《天文研究与技术》 Hits824Downloads121 Comment 0

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