摘要:J1846-0513是中国自主研发的500 m口径球面射电望远镜发现的毫秒脉冲星双星. 数据分析得到其轨道周期为P_orb = 0.613 d, 轨道偏心率为e = 0.208. 根据双星演化理论, 该系统的轨道偏心率极有可能是在伴星发生超新星爆发形成中子星的过程中形成的. 根据质量参数, 该系统被认定为双中子星候选系统. 鉴于该系统的前身星演化对理解恒星和双星演化具有重要意义, 利用恒星演化程序模拟了由初始质量为1.345 M⊙的中子星和初始质量为2.8 M⊙的氦星组成, 初始轨道周期为0.5 d的双星系统的演化. 模拟显示, 氦星质量最终降低到1.554 M⊙, 其中碳氧核质量为1.431 M⊙. 演化结束时, 氦星中心演化出大约0.846 M⊙的硅核和大约0.086 M⊙的铁核及富中子核, 表明该氦星将发生铁核塌缩型超新星爆发, 形成一颗与观测到的质量下限接近的中子星. 对超新星爆发所导致的双星系统轨道骤变的模拟显示, 该模型可以演化为观测到的椭圆轨道双中子星候选体.

摘要:背架受非均匀温度影响是造成射电望远镜天线主反射面精度下降的重要因素之一. 工作于野外的天线由于背架拓扑结构复杂导致杆件间相互存在遮挡、热传导、热辐射等, 使得背架结构温度场难以通过热力学仿真来准确获取与预测. 通过在南山26 m射电望远镜天线背架上布设测温传感器, 得到天线背架温度数据集, 利用3种不同的无监督特征选择方法从66个测温点选出16个温度敏感点, 再将3组不同的温度敏感点集作为输入, 使用多输入多输出的BP (Back Propagation)神经网络模型训练输出对应的66个测温点的预测温度值, 通过插值算法实现背架全域连续点的温度预测. 经计算对比分析得出采用基于特征值敏感准则无监督特征选择方法选取测温敏感点效果最佳, 结合BP神经网络与Barnes插值算法实现了仅用16个实测温度点预测南山26 m射电望远镜天线背架全域连续点的温度场分布, 预测均方根误差约为0.707 ℃.研究成果为大口径射电望远镜天线背架结构温度采集点的布置、温度场的获取及预测提供一种可选方法.

摘要:指向精度是评价射电望远镜天线性能的重要指标, 而天线的伺服控制方法是影响该指标的关键因素. 研究提出了一种基于扰动观测器的超螺旋终端滑模控制方法, 实现了天线伺服系统的全局鲁棒有限时间稳定, 并利用Lyapunov稳定性理论分 析了系统的收敛时间. 所提出方法中的滑模变量采用和状态相关的变指数系数, 固定了最大滑动时间提高了系统的鲁棒性. 扰动观测器可准确获取伺服系统的干扰, 结合2阶结构的变增益超螺旋算法的控制率, 能有效缓解抖振现象, 实现天线的鲁棒控制. 仿真结果显示, 系统能在0.55 s左右快速跟踪信号, 跟踪误差小且抖振抑制效果明显. 提出的控制策略能够更快、更简单、更有效地跟踪参考信号抑制天线伺服系统的干扰.

摘要:获取准确的月球水氢分布图对于水冰的探测研究和后续深空探测均具有重要的科学价值. 基于中子探测器的探测原理和卫星图像降质过程, 构建了以kappa函数为基础的、具备移变特性的点扩散函数, 对图像进行模糊加噪后得到模拟的探测图像. 重点采用最大熵算法和Richardson-Lucy算法对模拟的探测图像进行重建, 以目视效果、卡方检验和真实性检验作为评价标准进行对比研究. 实验结果表明, 无论是低噪还是高噪下, 直接重建均无法取得较为理想的重建结果. 经过去噪预处理后, 在卡方检验安全的前提下, 从总体效果来看, 重建结果均优于预处理之前的情形. 其重建图像真实性检验中偏差较大的点明显减少, 意味着该方法可以获得更加准确可靠的重建结果.

摘要:采用传统的椭圆根数描述航天器的运动时, 若其轨道从椭圆变化到双曲线, 将难以继续计算. 为了解决此问题, 在椭圆轨道根数等经典根数的基础上加以改进, 利用一组适用于任意圆锥曲线的轨道根数来对运动方程积分. 该组根数可适用于任意偏心率e ≥ 0和倾角0 ≤ i < 180^◦, 仅当i = 180^◦时会出现奇点. 给出了其基本的转换公式和摄动运动方程. 随后, 对地月空间目标进行轨道预报, 与使用位置速度的计算结果比较, 结果表明该根数的结果有着足够的准确性, 并在根数变化不是特别剧烈时, 计算效率具有优势. 针对根数实际应用中可能出现的e较大的双曲线轨道或者i = 180^◦奇点的问题, 给出了设置条件更换状态量、固定积分步长等解决方案, 并评估了其适用性.

摘要:围绕多层屏蔽体孔缝耦合技术问题, 开展孔缝耦合对屏蔽效能的影响研究, 为大型 射电望远镜电磁兼容设计提供技术支撑. 基于Robinson模型和电磁拓扑理论, 建立了双层 有孔屏蔽腔的等效电路及其信号流图, 利用BLT (Baum-Liu-Tesch)方程求解屏蔽效能, 并考虑了3层腔体的情 况. 对比分析了测试值、仿真值、Robinson算法和BLT算法的精度, 验证了BLT算法的准确性. 在此基础上, 分析了0--1.5GHz频段层间距、孔的形状、辐射源安装位置对双层金属腔的屏蔽效能影响, 并提出工程建议. 此外, 分析了3层屏蔽腔体层数与屏蔽效能间的关系, 结果表明屏蔽效能与层数存在线性关系.

摘要:相对于正常脉冲星, 毫秒脉冲星是一类自转速度更快的中子星, 其发出的脉冲信号具有极高的稳定性. 脉冲星的偏振轮廓的稳定性是研究脉冲星辐射机制和星际介质性质的重要问题之一. 利用澳大利亚Parkes 64 m望远镜的观测数据, 对3颗毫秒脉冲星PSR J1022$+$1001、PSR J1730-2304和PSR J2129-5721的偏振轮廓稳定性进行了研究. 通过对观测数据的分析, 发现其偏振轮廓在不同时间存在着细小的变化. 分析轮廓变化的原因, 提出了可能的解释, 包括星际介质的影响、 脉冲星本身内禀属性的不稳定性等.

摘要:中国巡天空间望远镜(Chinese Survey Space Telescope, CSST)预计对系外行星开展大气观测研究, 这为系外行星观测领域提供了新的机遇. 目前主要通过凌星透射谱来研究系外行星大气. 然而, 实际观测数据中已经发现恒星活动存在的迹象, 且结果表明难以准确约束恒星活动污染. 所以, 如何准确区分并剔除恒星活动污染是透射光谱学的一个重大挑战. 因此, 在选择透射谱观测目标进行跟进观测时, 需要对潜在的恒星污染及其可区分性进行定量评估, 这需要大规模的仿真来提供预期数据. 利用多色测光法结合机器学习来判别系外气态行星大气透射谱中是否存在潜在的恒星污染, 针对CSST的多通道相机(Multi-Channel Imager, MCI)设计能准确预判透射谱是否存在恒星污染的滤光片观测组合, 可为后续系外行星大气观测目标的策略制定提供一定的参考.

摘要:日常巡检是500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope, FAST)运行和维护中的重要工作. FAST部件众多, 巡检过程中存在工作量大、寻找部件费时费力的问题. 实现巡检定位, 可以引导维护人员快速到达故障点, 对提高巡检效率, 保障望远镜正常运行有重要意义. 考虑到反射面对卫星信号存在遮挡, 采用惯性导航的方式, 基于双足脚绑IMU (Inertial Measurement Unit), 设计了1套步行导航算法. 算法沿用零速修正框架, 融合双足信息, 并结合磁场信息修正航向误差. 在规则轨迹中测试了算法有效性, 水平定位误差在行走距离的3%以内. 在巡检现场的不规则轨迹中, 结合沿途标志点, 水平定位误差小于11 m, 能够满足日常巡检定位的需要和支撑后续巡检定位系统的实用化.

摘要:获得真实的日面观测图像, 是用户基于太阳望远镜开展科学和应用研究的基础, 而平场定标是科学数据生产过程中的必要步骤之一, 因为平场定标可以扣除太阳望远镜在成像过程中产生的不均匀性. ``夸父一号'又名先进天基太阳天文台(Advanced Space-based Solar Observatory, ASO-S)卫星的载荷之一, 莱曼阿尔法太阳望远镜(Lyman-alpha Solar Telescope, LST), 包括3台科学仪器, 具体来说是由一个双波段太阳日冕仪(Solar Corona Imager, SCI)以及白光太阳望远镜(White-light Solar Telescope, WST)和莱曼阿尔法全日面太阳成像仪(Solar Disk Imager, SDI)这两个全日面太阳望远镜构成. WST和SDI的探测器是互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS), 其平场本身的主要特征是由于激光退火造成的条纹结构, 当CMOS探测器在紫外波段使用时会产生一定的衰减与辐射损伤, 并且探测器上的水汽凝结和有机物的积累等污染, 也会对所得平场产生一定影响. 主要展示了ASO-S卫星发射两年多来, 载荷LST的两个仪器WST和SDI在轨平场定标时使用的偏摆方案及其优化以及获得的平场图像和其随时间的演化情况等, 并简要地介绍了WST和SDI探测器随时间的衰减和辐射损伤情况.

摘要:文章由南京大学天文与空间科学学院刘林教授自述其学术生涯的成果、经验和感悟. 第1节是刘教授的简介, 简要回顾了他成长、学习直到成为我国天体力学和航天器轨道力学领域泰斗的历程. 第2节全面介绍了刘教授的学术成果. 刘教授从我国航天事业发展早期就开展卫星轨道理论的研究, 参与多项任务、型号, 相关成果也在其中得以应用; 作为天体力学专家, 在太阳系小天体轨道动力学方面也开展了多项研究并取得成果; 随着我国发展深空探测, 刘教授也参与了我国探月、探火工程的相关研究和论证工作. 文章第3节介绍了刘教授在教师岗位耕耘50多年的成果. 教书育人, 桃李满天下. 在第4节中, 刘教授介绍了自己在教学、科研岗位上躬耕50多年的经验和感悟, 从工作方式、态度以及工作生活方式等方面向科研、教学领域的年青人传授自己的经验.