基于聚类算法的毕星团恒星判定与赫-罗图绘制设计研究

本文旨在利用依巴谷星表中同一星团恒星的特性,使用恒星的赤经、赤纬、距离以及自行速度和角度进行系统聚类。通过将系统聚类算法得出的结果与毕星团实际在天区中的位置和形状相比对,共确定了112颗可能属于毕星团的恒星,并利用DBSCAN聚类算法进行检验。通过三角测量法原理将视差角换算为距离,再用普森公式将视星等与距离换算为绝对星等。最终以色指数为横轴,绝对星等为纵轴绘制出毕星团的赫-罗图与星表中所有恒星的赫罗图。

BFOSC长缝光谱自动处理软件

在天文观测中,长缝光谱仪是一种常用的光谱观测设备。国家天文台兴隆观测基地2.16 m望远镜搭载的北京暗天体摄谱仪(Beijing Faint Object Spectrograph and Camera,BFOSC)的长缝光谱模式应用广泛,但没有配备专用的数据处理软件,通常用户观测后采用IRAF(Image Reduction and Analysis Facility)软件利用交互方式处理。介绍了一款针对BFOSC长缝光谱的自动化数据处理软件,数据处理过程包括本底(bias)和平场(flat)改正、背景改正、抽取光谱和波长定标等,展示了对实测数据进行处理的结果,并与IRAF软件处理的结果进行了对比。该软件在完成所有光谱处理必需步骤的基础上实现了自动化运行,并采用优化抽谱方法,能够自动扣除大部分宇宙线,保证了高精度的输出结果。

基于卡尔曼滤波与Camshift的低轨空间变光目标跟踪方法

针对低轨空间变光目标星像形态变化频繁且运动速度快,跟踪目标时很难准确捕获目标位置信息这一难点,提出卡尔曼滤波与Camshift相结合的目标跟踪方法。根据目标的难捕获特性,引入卡尔曼滤波外推对目标进行位置预测,用改进的Camshift跟踪目标,即基于灰度图像单通道的白色提取的目标跟踪方法,实现低轨变光目标稳健跟踪和提高目标捕获率;当目标与恒星瞬间相互遮挡时,用改进的遮挡目标预判方法进行位置预测,同时用卡尔曼滤波的预测位置代替Camshift计算出的目标位置,作为观测位置去更新卡尔曼滤波,实现遮挡目标稳健跟踪和提高目标捕获率。实验结果表明:跟踪目标的可变波门根据目标大小自适应调整,不仅可以实现中高轨目标稳定跟踪,而且对低轨变光目标具有稳健跟踪效果。当目标与恒星瞬间相互遮挡时能稳健跟踪目标,提高跟踪数据的有用率。该方法程序运行速率快,灵敏度高,适用性强,实时性好,具有很好的使用价值和广泛应用前景。

海量多波段星表数据的交叉证认的实现

许多天文学家需要星表来选源、证认和研究。目前国外有一些大的数据中心提供了星表查询、多源查询(即小样本交叉证认)、可视化等功能。但是随着大数据量及全波段天文时代的到来,这些服务已经越来越不能满足天文学家的需求。在详细分析了国外数据中心的服务后,提出了新的问题,并给出一套解决方案。着重讨论了任意两个星表的交叉证认和大数据量星表的交叉证认的实现,以及交叉证认结果的分类和参数的自由选择等方面的课题。

中国虚拟天文台交叉证认工具的开发和应用

随着空间和地面巡天项目的发展,天文数据呈指数增长,天文学已发展到全波段的天文学时代.为了应对形势的需要,虚拟天文台应运而生.为了使天文学家做起科学来更方便快捷,虚拟天文台项目开发了各种实用工具.在数据融合方面,中国虚拟天文台项目开发了交叉证认工具.该工具主要实现了两个服务:一个是服务器端两星表交叉证认;另一个是用户上传星表与服务器端星表交叉证认.前者两星表直接进行交叉证认,后者则先将本地数据自动入库再进行交叉证认.程序还实现了对交叉证认结果的分类和参数的自由选择等功能,以及与可视化工具VOPlot的集成.该工具以客户端/服务器端模式的web网页形式发布.此工具为多波段数据融合提供了便利,是对两个大星表交叉证认工作的预研究.在以后的工作中,将不断地更新和完善该工具,并将在此基础之上进一步开发统计分析和数据挖掘等工具.

测定天文大气折射和建立电磁波折射延迟实测模型(Ⅱ)——采用依巴谷星表作为工作星表

叙述了测定大气折射对工作星表的要求和星表系统误差的影响,并通过FK5星表相对于依巴谷星表的系统误差,来说明以往的各种基本星表都不适用的原因;文章说明了依巴谷星表所列星位置不含随天区而异的系统误差的特性,分析了该星表问世时的精度和十多年后的今天仍能达到的精度,说明它可以作为这种测定的工作星表,从而为直接测定天文大气折射值和折射率差提供了一个重要的条件;文章还介绍了依巴谷星表的星等分布,认为只需选用亮于6mag的依巴谷星,这一星等范围,为制定专用测量仪器终端的设计方案提供了依据。

恒星系统中暗弱伴星的高分辨率成像探测

天文图像的高分辨率重建技术日益成为天文观测的一种手段。随着云南天文台丽江高美古2.4m望远镜的建立,基于2.4m望远镜利用高分辨率图像重建技术,对恒星系统中可能存在的暗弱伴星进行探测将成为一个现实的课题。本文拟通过实验和理论计算来论证,基于2.4m望远镜,利用天文图像的高分辨率重建技术,对恒星系统中可能存在的暗弱伴星在一定亮度范围内进行探测的可行性。

海量星表融合系统(XMaS_VO)的设计与开发

将不同波段的星表、特别是巡天项目产生的大型星表进行交叉证认,一直是进行多波段天文学研究,尤其是数据挖掘、统计分析研究的瓶颈。本文开发和实现了一个不依赖于特定数据库的海量星表融合系统(简称为XMaS_VO),用户能够方便地使用此系统的服务进行星表的上传及自动入库、交叉证认等工作。此外,XMaS_VO具备可移植性,如果用户需要进行很大数量的或者大型星表的交叉证认服务,可以自己建立数据库,方便地将此工具移植到自己的服务器上,自己使用或者开放服务给他人。随着该系统的进一步发展和应用,天文学家将可以轻松自如地获得他们需要的多波段融合数据,自由地选取参数和匹配的结果,从而可以更加有效地从事海量数据处理和分析工作。

中心地体系的替代性与点轴系统

本文建立了一个以居民的福利为基础的对中心地各体系的最优性进行测量的系统,以此分析当中地系统从一种变成另一种,或中地系统的组织原则改变时,系统总的得失,为城镇体系的优化提供依据;讨论了中心地各系统在经济和社会各个发展阶段的适用性;作者还用中地论及本文建立的测量系统透视了“点轴”系统,认为它更适合于发展中经济。

PMOE精密行星历表研究进展

本文扼要介绍了PMOE行星历表研究当前的进展和工作 ,给出了PMOE2 0 0 2与DE40 5历表的比较。

FK5星表和依巴谷星表的比较

由ＦＫ５星表和依巴谷星表在不同历元上的比较、检测和讨论了ＦＫ５星表的系统差．结果表明，ＦＫ５星表的自行系统差可能是影响ＦＫ５星表位置系统差的主要来源．在一些研究工作中，例如在依巴谷星表系统中研究地球自转的长期变化或以前的照相观测结果的重新归算。

数字图像压缩方法在天文上的应用

概述了数字图像压缩技术在天文领域应用的必要性。针对天文观测的特点和研究的需要，经过研究、分析和比较，提出了天文图像压缩的可行方案。通过应用计算机编程及压缩实验并给出相应的结果。

基于Spark的大规模天文数据天区覆盖生成算法

天区覆盖生成是天文数据归档中的重要一环,其结果对天文数据检索、计算等后续处理流程至关重要.由于天文数据的海量性,应用传统科学计算方法处理这一问题通常耗时较长,效率不高,且受存储空间的制约,扩展性差.为解决这一问题,本文提出了一种基于HEALPix索引和Spark框架的高效分布式天区覆盖生成算法.实验证明:该算法可以在短时间内完成大规模天文数据的天区覆盖生成,为实现海量天文数据的快速归档提供了支持;同时,所生成的结果还可以用于数据可视化,直观地展现星表中的天文数据在天区上的分布情况.

天文星表入库的自动化

天文数据主要包括星表、星图、光谱、文献资料等,其中星表是包含天体信息的数据表格,是天文学家最常用到的天文数据。目前天文数据分布存储在全球各个数据中心。中国最大的天文数据中心是北京天文数据中心,其数据库的重要部分是天文星表数据库。本文阐述了建设天文星表数据库的意义,着重探讨了星表自动入库工具的实现,并介绍了在天文星表数据库基础上的数据融合和数据挖掘。

面向视频测量机器人高噪声小视场星图的星点提取

星图识别提取是自动天文测量数据处理的关键环节.针对视频测量机器人拍摄的小视场星图具有高噪声的特性,提出了利用基于合理阈值分割的连通算法来处理此类星图;分析了4种不同星图的图形特征,对比了常见的星点提取算法对真实星图的识别效果;在定性定量分析的基础上,通过验证,得到了阈值分割下的连通算法要优于边缘检测和聚类算法的结论,并获得理想的星点提取效果.真实星空半仿真星图的室内试验表明:利用该算法可以准确可靠地计算恒星质心坐标,其水平和垂直方向均方根误差(RMSE)分别为0.025和0.021像素,可满足高精度的天文测量需求.

PMOE2003行星历表框架(Ⅴ)历表文件的生成和使用

输入历表研究是单航天器激光天文动力学空间计划等深空探测任务研究工作的一项重要内容。我们在张家祥太阳系动力学模型和汤健仁、倪维斗等CGC 2星历框架的基础上建立了PMOE 2003精密行星月球历表框架。经过近两年的改进,预报天体位置的精度已达到DE 405历表的水平。本文介绍用Chebyshev多项式逼近积分器产生的天体状态数据,生成历表文件的方法,同时还说明了历表文件的结构和用法。

判断与消除河外射电源表之间局部相对形变的方法评述

详细讨论了判断与消除河外射电源表之间局部相对形变的几种方法，结合实例分析了各自的特点和适用范围，指出弧长差方法是目前最有效的和实用的消除局部相对形变的方法。

皇帝的星图 崇祯改历与《赤道南北两总星图》的绘制

《赤道南北两总星图》是崇祯年间历局尝试会通中西的一种新式星图,通过梳理这一时期各类星图的绘制工作,以及分析这些星图的具体特点。通过讨论因中西方科学和文化的差异,提出该星图在调适中西不同的刻度系统、增入南极诸星、变更中国传统星官体系等方面所面临的考验,以及在西方天文知识与中国实际相结合中引起的争议。

图像高速转储方法及实现

本文针对图像采集中的图像高速转储处理提出几种可行的方法，并对这几种方法进行了详细分析，给出了相应的实现思路，最后对这几种方法进行了比较分析。

基于非关系型数据库系统的近地天体望远镜图像数据库的设计与实现

近地天体望远镜是我国最大的施密特望远镜,2006年投入运行以来,采集了超过3 TB的天文图像数据;2013年CCD相机升级后,图像数据将以每年超过10 TB的速度增长.对海量图像进行管理是其数据处理系统不可缺少的部分也是数据共享的基础.在需求分析基础上,设计并实现了基于非关系数据库的图像数据库系统.