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FMG载荷地面试观测导行跟踪系统的设计与实现被引量：4: 2020年; 全日面矢量磁像仪(Full-disk vector MagnetoGraph,FMG)是先进天基太阳天文台(Advanced Space-based Solar Observatory,ASO-S)卫星的3台主载荷之一,为开展FMG全系统性能测试和定标试验,已搭建用于FMG外场测试的地面试观测平台.利用该平台模拟FMG在轨跟踪状态,研制了基于全日面太阳图像的望远镜导行系统.该系统通过大面阵CCD(Charge Coupled Device)采集太阳像、多重逻辑条件判定、微调恒动跟踪速度校正偏移等策略,实现了RMS(Root Mean Square)优于1′′/30 min的跟踪精度.通过分析FMG方案阶段试观测的太阳纵向磁图,开启导行30 min后磁图特征点在赤经方向的偏移比恒动条件下减少17.5′′,提升了磁图空间分辨率.测试过程中该系统达到设计指标且工作稳定,为FMG地面试观测提供了良好的技术支撑.; 陈垂裕林佳本白先勇邓元勇邓元勇郭晶晶; 关键词：跟踪误差

CMOS图像传感器在太阳磁场观测中的应用研究被引量：5: 2020年; 磁场是太阳物理的第1观测量,当前太阳磁场观测研究正迈向大视场、高时空分辨率、高偏振测量精度以及空间观测的时代.中国首颗太阳观测卫星-先进天基太阳天文台(ASO-S)也配置了具有高时空分辨率、高磁场灵敏度的全日面矢量磁像仪(FMG)载荷,针对FMG载荷的需求,讨论了大面阵、高帧频互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)图像传感器应用于太阳磁场观测的可行性.首先,基于滤光器型太阳磁像仪观测的原理,比较分析了目前CMOS图像传感器(可用的或是可选的两种快门模式)的特点,指出全局快门类型更适合FMG;其次搭建了CMOS传感器实验室测试系统,测量了CMOS图像传感器的像素增益及其分布规律;最后在怀柔太阳观测基地的全日面太阳望远镜上开展了实测验证,获得预期成果.在这些研究基础上,形成了FMG载荷探测器选型方向.; 段帷宋谦宋谦郭晶晶白先勇邓元勇郭晶晶张建立; 关键词：CMOS图像传感器

结合主成分分析和支持向量机的太阳耀斑预报模型被引量：2: 2016年; 太阳耀斑是剧烈的太阳活动现象之一,耀斑的预报对人类活动有着重要的实用价值.为进一步提高太阳耀斑的预报准确率,本文在综合考虑太阳黑子活动区参量、10.7 cm太阳射电流量等预报因子的前提下,提出了结合主成分分析和支持向量机的太阳耀斑预报模型.本模型的太阳黑子活动区参量包括黑子群面积、黑子群的Mc Intosh分类、活动区日面经度延伸、可见黑子数和黑子群的磁分类.本文首先对上述参量进行了合适的属性编码并归一化建模所需数据集,然后利用主成分分析方法提取出主要特征,应用支持向量机方法建立了耀斑预报模型.最后,本文将该模型预报结果与其他预报模型的结果进行了对比,结果验证了结合主成分分析和支持向量机的太阳耀斑预报模型是一种有效的预报模型.; 袁飞林佳本邓元勇郭晶晶王刚曾真王丙祥; 关键词：太阳耀斑支持向量机主成分分析黑子群

利用乳白玻璃测量日冕仪平场的方法被引量：4: 2017年; 平场改正可以扣除日冕仪成像过程中的不均匀性,是其数据定标的必要步骤。提出一套基于乳白玻璃测量日冕仪平场的装置和方法,并开展了相关模拟和实地测量以验证该方法的可行性。首先,模拟了太阳经乳白玻璃后在日冕仪观测视场内扩散光源的均匀性,模拟结果表明其均匀度为99.98%,十分接近理想的均匀面光源。其次,测量了12cm地基日冕仪的平场,测量结果显示该方法可以测量出日冕仪成像的不均匀性,如探测器的条纹。平场改正后的结果符合日冕和天空背景亮度的径向分布。最后,为评价利用乳白玻璃测量平场的有效性,将其和天空平场进行了对比,二者相关系数为99.94%,线性拟合斜率为1,具有极强的相关性。; 白先勇王怡然张志勇冯志伟邓元勇刘四清季凯帆郭晶晶张洋; 关键词：光学器件日冕仪光度测量

利用工程散射片测量太阳光谱观测设备的平场: 2019年; 针对大口径小视场的太阳光谱观测设备,提出一套基于工程散射片的平场测量装置和方法.根据太阳观测的视场角以及太阳光谱观测设备的参数,确定了采用散射角为1°、强度分布为平顶的工程散射片.模拟了日面中心宁静区189″×189″观测视场内太阳光经过工程散射片后,在焦面处获得散射光场的均匀性,结果表明其均匀度为99.24%,接近理想的均匀面光源.利用国家天文台怀柔太阳观测基地的太阳光谱观测系统开展了平场测量,将工程散射片置于焦面附近,可有效缩小工程散射片的口径,同时利用小角度转动光栅有限位置的方法测量了该光谱观测设备的平场,包括狭缝和光谱方向的不均匀性.实测结果表明,平场改正后狭缝方向的大尺度强度变化和日震磁像仪(HMI)相同视场的强度接近,光谱方向高频的探测器脏点得到有效校正,通过交叉定标和自定标验证了平场测量的有效性.; 白先勇冯志伟邓元勇张志勇郭晶晶; 关键词：太阳光谱仪光度测量

太阳望远镜高精度导行方法被引量：7: 2016年; 介绍了太阳望远镜实时高精度导行方法.利用大面阵CCD采集主望远镜的全日面H?太阳像,实时获取太阳质心数据,并通过灰度阈值、质心位置判定、太阳像长短轴比率判定等多重逻辑消除云雾等不良天气带来的噪声,提高质心计算精度.采用面向连接的TCP/IP网络通信技术,将质心数据传输到望远镜导行控制端,进而驱动望远镜轴系控制系统实现闭环控制.上述硬件结构和软件算法相结合,不仅实现了高精度导行,还大大提高了望远镜导行系统的稳定性.同时,面向连接的TCP/IP网络通信控制技术,速度更快、更可靠,系统移植更便捷,并为远程控制和观测提供了技术接口.; 郭晶晶杨云飞冯松季凯帆林佳本曾真王丙祥; 关键词：太阳望远镜 TCP/IP通信

基于FPGA的多轴步进电机控制系统被引量：3: 2020年; 观测技术及仪器的进步推动了太阳物理的研究,步进电机是各类观测仪器精密结构调整部件中经常采用的驱动源,步进电机控制系统的性能直接影响太阳望远镜的数据精度和时间分辨率.介绍了一套怀柔太阳观测基地自主研制的多轴步进电机控制系统.该系统以现场可编程门阵列为核心控制器,利用中断处理机制及输入/输出寄存器产生多路晶体管-晶体管逻辑电平(TTL)方波信号,结合驱动器实现多轴步进电机控制;通过周期信号化简处理算法缩短电机调整时间;以霍尔器件作为位置传感器实现系统闭环控制,通过对霍尔信号的软、硬件滤波处理,提高信号识别的准确率;设计了板载存储电路,实时保存系统关键参数,大幅提高系统整体的可靠性.同时,该系统设计了丰富的输入/输出接口、通讯接口,提高系统的可集成性.目前该系统已在多台太阳望远镜中投入使用.; 王刚王刚郭晶晶林佳本郭晶晶郭晶晶陈垂裕; 关键词：太阳望远镜中断处理机制闭环控制存储电路

全日面磁场与活动监测望远镜轴系升级: 2020年; 在天文观测中,需要望远镜能快速、准确地指向目标天体,并进行稳定跟踪。针对怀柔太阳观测基地(Huairou Solar Observing Station,HSOS)的全日面磁场与活动监测望远镜(The Solar Magnetism and Activity Telescope,SMAT)进行轴系升级,使用伺服电机轴上23位高精度绝对式编码器替代光栅钢带码盘,通过VSOP87行星理论实时计算日面中心位置,使用基于大面阵CCD的高精度导行系统不间断跟踪并记录太阳位置,利用最小二乘法分段拟合太阳实时位置与绝对式编码器数值,建立指向算法并实现日面中心指向。经实测,赤经方向的指向误差约为36.69″,赤纬方向的指向误差约为21.49″,满足全日面太阳磁场望远镜的指向要求,该方法成本低,兼容性高,对于其他赤道式望远镜的升级改造具有借鉴意义。; 陈垂裕郭晶晶林佳本林佳本; 关键词：指向控制太阳观测

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