广角望远镜实时自动调焦的清晰度评价方法

SVOM天文卫星附属的地基广角相机阵(GWAC)含有36个广角望远镜,其短时标的高精度自动观测建立在实时自动调焦的基础上,本文将对广角望远镜实时自动调焦的图像清晰度评价方法进行研究和实现。文章首先比较研究了常用望远镜图像清晰度评价方法的原理及在GWAC系统上的适用性,得出基于星像能量集中度的两种方法:星像50%能量半径、PSF的FWHM值适用于GWAC系统。区别于常用天文软件包IRAF费时的算法,本文提出了基于点源强度分布进行PSF拟合计算FWHM的方法,并进一步探究了诸如拟合模型、选星标准、定心精度、拟合半径、插值方法、插值间隔、FWHM后处理等关键方法参数对FWHM计算精度与速度的影响。最终得到一套适用于GWAC实时自动调焦的清晰度评价方法,并用C++编程实现。本文中方法 FWHM计算误差为0.046pixel,精度与IRAF相当,计算焦点位置一致;单图(挑选后约300颗星)计算时间为0.67s,约为IRAF计算时间的1/20,满足GWAC系统自动调焦的精度与实时性需求。研究结果在GWAC系统中得到应用,并可为其他自动化望远镜观测系统提供参考。

基于能量集中度的广角望远镜自动调焦快速清晰度评价算法

地基广角相机阵由36个广角相机拼接组成,主要观测目标为光学瞬变源,具有超大视场、高时间采样率、实时数据处理的技术特点。实时自动调焦对于系统自动化观测与提高科学产出至关重要。自动调焦的核心目标为提高图像的能量集中度,目前常用评价指标如星像50%能量半径、点扩散函数的半高全宽均存在计算量过大的问题。基于地基广角相机阵调焦过程中星像中心区域能量变化大、星像总流量及分布范围基本不变这一点,提出了通过统计中心区域流量占星像总流量百分比的快速清晰度评价算法,并对两个流量孔径展开详细研究。进一步对算法中流量计算方法进行简化,细化了背景取值、选星标准、选星数目等对算法有影响的参数,最终确立了一套适用于地基广角相机阵系统实时自动调焦的清晰度评价算法。算法结果准确,单图运算时间在0.1 s左右,满足系统快速自动调焦的需求。

广角望远镜观测资料处理软件

本文介绍一种广角望远镜观测资料处理软件。其特点是将背景恒星显示在微机屏幕上,以便直接和观测星图进行比较,并借移动光标至目标所在位置而得到其赤道坐标,本软件可以简化观测资料处理过程并提高目标定位精度。

广角天文望远镜的自动调焦

介绍了一种基于步进电机(无位置检测传感器)和像质反馈的广角天文望远镜自动调焦系统,该系统由步进电机位置开环控制系统和图像清晰度评价系统组成。基于天文图像的特点,提出利用天体点源星像的半高全宽(FWHM)作为图像清晰度的评价参数;为了提高系统精度,对定位控制系统进行了误差分析;测定了调焦当量、光学焦深、系统回差、步进脉冲当量等系统关键机构参数,进而高精度地修正了系统定位误差;分析和测定了温度变化和像质变化的相关性,明确了调焦方向和温度变化之间的定性关系;设计了焦深边缘定位策略,实现了快速调焦。该系统具有"容错"和"自学习"功能,具有较高的自动化和智能化程度。将系统设计应用于SVOM天文卫星地基广角相机阵[1-2](GWAC),实际测试和天文观测表明,调焦系统的定位精度为±3.0μm,调焦精度为0.05pixel,且一次调焦过程即可获得最佳像质,调焦效率较高,系统运行也很稳定,基本满足天文观测的需求。

超广角切伦科夫望远镜原理样机数据获取系统研制

文章介绍了超广角切伦科夫望远镜原理样机数据获取系统设计方案和初步测试结果。望远镜原理样机数据获取系统采用NIM(Nuclear Instrumentation Module)标准插件+SCD(Switched Capacitor Digitizer)并行阵列形式,该系统具有高灵敏度、低噪声、快速触发(<30ns)、快速存储等优点。西藏羊八井观测站测试结果显示,该套数据获取系统成功观测到宇宙线事例,能够满足望远镜和闪烁体阵列,符合观测宇宙线的设计需求。

当代发现彗星的夫妻“世界冠军”

“五、四、三、二、一,停!”8分钟曝光结束了,尤金·休梅克迅速从那架年事已高的18英寸(40厘米)施密特广角望远镜上拆下底片盒。与此同时,他的助手匆匆到楼下取来装有新底片的另一个底片盒,帮尤金装在望远镜焦点上。然后他们转动天文台圆顶,让望远镜重新朝向目标区。“五、四、三、二、一,开始!”又一次曝光开始了。前后两张底片的间隔只有2分15秒。如果今天整夜天晴,尤金要拍摄大约50张天空照片。他的妻子卡罗琳则在楼下埋头检测已经冲洗出来的照片,在密密麻麻的星点之间寻找可疑的小斑点——它们是小行星或彗星。到1991年5月为止,她已经发现了22颗新彗星,成为当代发现彗星的“

Stargazer Box观星盒子——手工DIY广角双筒望远镜

超广角双筒望远镜是一类较为特殊的观星望远镜,超大的视场给予了观测者"星空漫步"般的感受。本文作者通过独特设计DIY而成的Stargazer Box观星盒子就是此类器材,但从设计到观测体验,都有一些独到之处。惊艳一一结缘“超广角”回想起来,故事要从三年前结识的一位军用超广角望远镜收藏家说起。

LHAASO-WFCTA前置放大电路板性能研究

高海拔宇宙线观测站(LHAASO)的广角切伦科夫望远镜阵列(WFCTA)主要探测广延大气簇射中产生的切伦科夫光/荧光。每个广角切伦科夫望远镜由64个sub-cluster组成,每个sub-cluster由前置放大电路、模拟电路板(AB板)、慢控制板、数字电路板(DB板)、电源板等组成。文中简述硅光电倍增管(SiPM)前置放大电路、SiPM及测试系统,通过该测试系统重点检验已设计好的SiPM和前置放大电路板的性能,测试结果表明能满足WFCTA性能指标的要求。