Wide-bandwidth drift-scan pulsar surveys of globular clusters:application to early science observations with FAST

The Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope （FAST） will begin its early-science oper- ations during 2016. Drift-scan pulsar surveys will be carried out during this period using an ultra-wide-band receiver system （covering - 270 to 1620 MHz）. We describe a method for accounting for the changes in the telescope beam shape and the pulsar parameters when searching for pulsars over such a wide bandwidth. We applied this method to simulated data sets of pulsars in globular clusters that are visible to FAST and found that a representative observation would have a sensitivity of -40 ply. Our results showed that a sin- gle drift-scan （lasting less than a minute） is likely to find at least one pulsar for observations of four globular clusters. Repeated observations will increase the likely number of detections. We found that pulsars in - 16 clusters are likely to be found if the data from 100 drift-scan observations of each cluster are incoherently combined.

双目面结构光三重扫描测量系统温漂补偿方法

双目面结构光三重扫描是在条纹投影双目视觉重建的基础上,追加左、右相机与投影仪构成的单目视觉系统重建点云,在反光和凹凸起伏等表面测量应用上具有更好的点云完整性优势。但由于环境温度变化影响,投影仪产生较大温度漂移,导致双目重建点云与单目重建点云发生“分层”现象。为此,文中提出了一种基于正交条纹投影的三重扫描系统温漂在线补偿方法,通过投影仪投射正交条纹来构建双目重建点在投影仪图像中准确的映射关系,并基于双目重建点在投影仪图像中的重投影误差最小化目标函数来求解温漂补偿后的投影仪最优外参数。最后,以金属球和汽车零件作为被测对象进行实验验证,在不依靠标定板等先验信息及繁琐标定流程基础上,所提在线快速补偿方法可以使得双目点云与单目点云温漂量分别减小78.2%和94.3%,极大减轻了温度变化对于三重扫描点云数据拼接影响。

CCD漂移扫描的基本原理及在天文上的应用

简要回顾了CCD在天文观测上的发展历程，介绍了CCD漂移扫描观测模式的基本原理；分析了该技术的优点和不足；综述CCD漂移扫描技术的应用现状；最后简述国内在CCD漂移扫描技术上的应用研究现状及对该技术的展望。

基于单站CCD漂移扫描光电设备的同步轨道目标测定轨

地基光电观测在同步轨道目标监测领域具有重要作用.为评估单站光电设备对同步轨道目标的实际测定轨能力,利用上海天文台佘山站1.56 m望远镜,采用CCD漂移扫描光电技术,对3颗北斗同步卫星开展试验观测,基于卫星精密星历评估目标的测定轨外符精度.结果表明:同步轨道目标的天文定位在方位和俯仰方向上的外符精度均好于0.3″;在单圈次观测情况下,尽管轨道预报精度较低,约为数千米量级,但是观测弧段内定轨精度可优于百米;在多圈次观测情况下,轨道改进效果显著,定轨精度优于50 m,外推至4d的轨道预报精度为百米量级.此外,定量评估了每晚不同观测时间跨度下同步轨道目标的测定轨精度,为单站光电设备实际应用提供了参考.

漂移扫描相机中拖尾现象快速消除方法

对同步卫星进行观测时,由于漂移扫描CCD相机的帧转移特性,若所拍摄星空中出现亮星,则会出现贯穿星图的smear拖尾现象。通过分析smear拖尾现象的成像机理,提出一种快速smear拖尾消除方法。首先,利用多项式拟合消除背景不均匀性;然后,计算并拟合星图每列灰度平均值,通过比较拟合前后的灰度平均值判断拖尾所在列;最后,通过将拖尾像素赋拟合后的灰度平均值消除拖尾。实验结果表明,该算法不但能够有效去除拖尾,减小星图背景均值差,而且其处理时间仅为常规smear拖尾去除算法的20%,验证了算法的有效性。

基于方向一致性特征的漂移扫描小目标检测

提出一种基于方向一致性特征的小目标检测方法,对漂移扫描星图中的小目标进行检测.首先,根据小目标的一般描述,建立特征模型对小目标区域进行表示;其次,分析Gabor滤波器工作机理,构造了主次两组四个方向通道的滤波器,对研究对象进行特征提取,并以一致性描述指标对目标特征定量刻画;最后,依据特征描述模型,给出了小目标的检测算子及相应参数的选择依据.对实际星图的实验结果表明,本文方法在小目标检测和高频干扰目标抑制上具有很好的效果,验证了本文所建模型的合理性.

旋转式CCD漂移扫描观测的控制模型研究

采用CCD漂移扫描技术可以显著提高地基光电望远镜系统的观测效率,改善空间目标的数据质量,但目前不适合对快速移动目标的观测。把CCD漂移扫描技术与精密控制的旋转装置相结合是扩展其应用的一种解决思路,本文在分析CCD漂移扫描技术的基础上,建立了一种旋转式CCD漂移扫描观测的控制模型。同时运用模型进行了模拟观测实验,并分析了旋转角度、脉冲控制周期等模型参数对观测效果的影响,其结果不仅验证了该旋转控制模型构造的合理性,而且也能为实际观测提供参考依据。

石墨烯对Ag/AgCl电极水下电场探测性能的影响研究

利用石墨烯制备新型Ag/AgCl电极,开展其电化学性能及探测性能研究。通过对表面结构表征、电极极差、幅频响应、自噪声、极化曲线、吸水量和扫描振动电极等进行测试,分析石墨烯的加入及其含量对Ag/AgCl电极探测性能的影响规律。研究发现:相对于Ag/AgCl电极,石墨烯-Ag/AgCl电极极差稳定时间短、极差小、电化学性能好,适用于快速部署测量;石墨烯含量不同,对于改变Ag/AgCl电极与溶液界面接触性质有不同的作用机制:石墨烯含量为1%时主要表现在提高电极的孔隙率、增大比表面积;石墨烯含量为3%时主要表现在改善电极表面均匀性、加速溶液介质渗透。不同的作用机制是导致不同石墨烯含量Ag/AgCl电极电化学性能差异的主要原因。

CCD漂移扫描观测的模拟方法研究

CCD漂移扫描技术可以提高地基光电望远镜系统的观测效率,在空间目标观测中有着越来越广泛的应用。利用计算机仿真技术对CCD漂移扫描观测进行模拟,可以为研究其应用提供更为有效的方式。文章首先在分析CCD漂移扫描技术的基础上,建立了漂移扫描观测的数学模型;其次,系统地阐述了以STK(Satellite Tool Kit)为仿真平台的模拟方法,同时对模拟过程中观测天区的选取方法,以及CCD脉冲控制周期对观测效果的影响进行了研究分析;最后,通过仿真实验,验证了该模拟方法的有效性和可行性。

漂移扫描CCD星图的星点目标快速提取

在实时同步卫星定轨系统中,为了提高漂移扫描CCD星图目标提取的实时性,提出最简特征融合算法。通过星图背景分割减少噪声影响,提取局部灰度最大值与局部区域对比度作为星点目标特征,通过选取最佳权值融合上述两种特征,突显星点目标。与传统的星点提取算法相比,所选取的两种特征容易提取,运算量小,节省星点目标提取时间,提高了星点提取精度。通过对分辨力为1 528×1 528的漂移扫描CCD星图进行处理,实验结果证明了该算法的有效性。

基于CCD漂移扫描技术监测地球同步轨道卫星试验

在地球同步轨道卫星监测领域,利用地基光电望远镜的观测是主要的手段。2014年,通过改造中国科学院国家授时中心一台口径35 cm的望远镜,使其具备针对地球同步轨道目标进行CCD漂移扫描观测的功能。介绍了观测资料处理中的目标星象检测提取和天文定位的方法。利用该望远镜开展了地球同步轨道目标的观测试验。试验结果表明,该设备的同步轨道目标观测精度约为0.5″,其中望远镜指向的不稳定性是影响观测精度的主要因素。轨道改进试验表明,相对于仅用单圈次观测结果,利用多圈次观测结果的轨道改进效果明显,其中轨控发生会影响目标的预报精度,在无轨控发生时,24 h和48 h点位预报精度在方位和俯仰上均好于3″。

一种基于漂移扫描观测模式的星像散焦模型

漂移扫描技术虽然工作高效,但其观测模式会对成像效果造成不可避免的散焦。本文旨在通过构造模型来定量分析其散焦量,为星像质量的评估和改善提供理论参考。本文首先通过分析漂移扫描的工作机理及空间投影成像原理,建立了相应的目标星像散焦模型,并在此基础上,分别对因电荷移动速度和星像移动速度失配引起的非同步性散焦,以及空间目标曲线运动形成的轨迹投影散焦进行了定量分析。最后通过仿真实验,验证了模型的有效性,并讨论了其适用性。

基于规范化线性滤波器的漂移扫描恒星抑制

针对漂移扫描星图中大量恒星星像对小目标检测产生干扰的问题,提出了一种自适应的线性滤波方法,通过抑制恒星星像实现对小目标的检测。首先,在分析恒星、感兴趣目标和噪声三者特征的基础上,构造规范化线性滤波器对星图进行滤波,扩大不同亮度恒星和小目标星像的灰度对比度,并构造梯度线性滤波器自适应地抑制恒星星像。其次,通过理论分析,给出了滤波器参数的选择策略。最后,比较不同方法对实际数据处理的实验结果,表明所提方法对不同长度和倾斜角度的恒星星像都具有较好的抑制效果,易于应用实现。

扫描电子显微镜图像漂移的实时矫正方法

为解决扫描电子显微镜(SEM)由于电子束漂移、电磁干扰等原因导致的图像漂移问题,提出基于ORB结合PROSAC的图像漂移矫正算法。首先采用ORB算法对基准图像和实时图像进行特征检测,然后利用汉明距离与交叉匹配实现特征的初匹配,再结合RANSAC的优化算法PROSAC计算帧间的单应矩阵,利用单应矩阵映射剔除外点后重新迭代计算出最终的精确单应矩阵,最后利用单应矩阵的透视变换实现SEM图像漂移实时矫正。通过实验证明,该算法不仅精度高,而且能够满足SEM实时处理的要求。

品字形拼接探测器偏流角补偿研究

对遥感卫星TDI-CCD推扫品字形探测器偏流角的补偿进行了研究。根据偏流角产生机理,用轨道要素法推导出一种简单可靠的偏流角计算和补偿方法,将偏流角补偿后重新计算的欧拉角作为控制目标输入闭环进行控制,规避了三轴欧拉角转序的影响。分析了偏流角控制对品字形拼接探测器成像产生的像元错位、调制传递函数(MTF)、通道间配准和幅宽等的影响。结果发现:对偏流角进行控制后穿轨向像元错位可消除,沿轨纵向像元错位不能消除,穿轨和沿轨向MTF均可消除,偏流角可对幅宽无影响;不对偏流角进行控制会严重影响通道间的配准精度。所提方法计算简单,流程清晰,在工程中有一定的应用价值。

电子束偏放输出温度漂移的自动补偿

分析了ＳＤＳ－２多功能电子束扫描系统输出温度漂移的主要因素，经过理论分析提出了一种减少温度漂移的有效方法，实验表明此方法有很好的温度漂移的自动补偿。

激光多面体旋转扫描测试系统入瞳漂移的研究

在近代激光测试技术中多面体旋转反射扫描测试系统存在入瞳漂移的问题，带来测试误差，然而经典资料中均未作讨论．本文在理论上推导了激光扫描测试系统中的入瞳漂移，详尽讨论了八面体旋转反射扫描测试系统的入瞳漂移问题，并且分析了旋转半径及入射角与入瞳漂移的关系，得出精确的结论.实际应用中如何根据精度要求设计旋转反射镜、如何选择入射角、f－θ物镜设计中如何考虑入瞳漂移的影响均可利用这一结论．

基于局部扫描的实时反馈纳米操作系统

由于压电陶瓷机构的非线性及系统温度漂移等因素使AFM探针难以精确定位到被操作物体,从而导致跳针或滑落现象,阻碍了AFM纳米操作的发展.为了解决该问题,提出了基于局部扫描的实时反馈纳米操作系统.系统以样品表面的纳米颗粒作为路标并对其进行持续观测,解决了系统温漂引起的探针定位误差问题,提高了探针的定位精度;在纳米操作过程中采用局部扫描策略,通过对操作后的结果进行快速扫描,实现了实时反馈纳米操作系统.实验结果验证了该纳米操作实时反馈系统在大温漂条件下操作的有效性.

直流系统绝缘监测的直流漏电流法改进方案

支路巡检是确定接地点前的重要步骤。针对传统直流漏电流法所引发误报和漏报,文中归纳为5个方面的原因,并提出了一套改进方案。在分析漏电流传感器中电流分量和直流网络中各级母线电压差的基础上,通过对算法的优化,本方案不仅提高了测量精度,而且克服了传感器零点漂移的影响,回避了下级母线接地电压表导致的泄漏电流。通过对闭环状态下穿越电流和开环状态下电流分流的分析,改进的故障支路指示方式取代了传统的漏电流决定绝缘电阻、决定报警的工作方式,避免了对运行人员的误导。模拟试验验证了该方案算法的正确性,以及与多种母线绝缘监测方式配合的适应性。

扫描探针显微镜漂移的定量测量方法

对扫描探针显微镜(SPM)仪器漂移的定量测量的几种方法进行探讨,提出应用二维零位标记进行漂移测量.分析比较使用普通样品、周期二维光栅、二维零位标记和原子光栅在测定仪器漂移中的优缺点.结果表明:应用二维零位标记的测量技术对探针与样品形貌耦合引起的图像误差不敏感,漂移测量范围不受光栅单元尺寸影响.该方法优于采用普通样品和规则周期的二维光栅样品的方法,而应用原子光栅可以预计达到亚原子量级的超高精度的SPM漂移测量.