近紅外天空背景測(cè)量?jī)x控制系統(tǒng)和FAST數(shù)據(jù)處理中若干技術(shù)的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-12 16:40
天文學(xué)的進(jìn)步與天文望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展息息相關(guān)。從可見光到紅外、紫外乃至射電波段,從手持式望遠(yuǎn)鏡到大型望遠(yuǎn)鏡、太空望遠(yuǎn)鏡,人類竭盡所能地通過各種可能的途徑探尋宇宙的奧秘。對(duì)于地面紅外天文望遠(yuǎn)鏡而言,紅外天空背景輻射的測(cè)量直接關(guān)系到望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的曝光時(shí)間、信噪比等指標(biāo),對(duì)于站址選取也具有十分重要的意義。除此之外,紅外偵測(cè)、紅外制導(dǎo)、紅外隱身等技術(shù)也依賴紅外天空背景輻射的測(cè)量。但來自天空的紅外背景信號(hào)十分微弱,且在對(duì)其進(jìn)行測(cè)量時(shí),很容易受到環(huán)境干擾信號(hào)的影響,我國(guó)自主研發(fā)的紅外天空背景測(cè)量系統(tǒng)十分匱乏。本文所述的近紅外天空背景測(cè)量?jī)x,是為滿足以西藏阿里天文臺(tái)為代表的國(guó)內(nèi)天文臺(tái)址的實(shí)際需求而設(shè)計(jì)的。該測(cè)量?jī)x基于InSb探測(cè)器,覆蓋了 2.5~5μm紅外波段范圍。本文圍繞測(cè)量?jī)x的控制系統(tǒng),對(duì)制冷系統(tǒng)的熱仿真和導(dǎo)冷性能、電子學(xué)系統(tǒng),以及主控程序等進(jìn)行了詳細(xì)分析,最后通過系統(tǒng)測(cè)試及性能分析,對(duì)控制系統(tǒng)的整體性能進(jìn)行了驗(yàn)證。對(duì)于射電天文望遠(yuǎn)鏡,由于其數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)超常規(guī)望遠(yuǎn)鏡,對(duì)天文數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理需求一直十分強(qiáng)烈。作為現(xiàn)今世界上口徑最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡,500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(Five-hundred-me...
【文章來源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2主要研宄機(jī)構(gòu)所定義的波段范圍??
5為黑體的譜輻射強(qiáng)度,h是普朗克常數(shù),是玻爾茲曼常數(shù),C。為真空??中的光速,V為輻射電磁波頻率,r是黑體溫度。譜輻射強(qiáng)度5常用的單位換算??為:??lfijy?arcsec ̄2?=?10-6?x?10-26?x?(648:1〇s)-2?^?'?m ̄2?'?Wz-1?■?Sr-1?(2-2)??在2.5 ̄5^m波段范圍內(nèi),有兩個(gè)光學(xué)窗口?L、M。它們的中心波長(zhǎng)近似值??分別為3.6叫1、4.8叫1,通過(2-1)、(2-2)二式可計(jì)算出不同溫度的黑體在這兩個(gè)??波段的輻射強(qiáng)度,結(jié)果如圖2.2所示。圖中橫坐標(biāo)為黑體溫度,縱坐標(biāo)為譜輻??射強(qiáng)度,該圖表明黑體的輻射強(qiáng)度與其溫度顯著相關(guān)。??id*? ̄??10=????.? ̄.???>?'?????ISO?190?200?210?220?230?240?2S0?260?270??TO??圖2.2不同溫度黑體在L、M波段的輻射強(qiáng)度??國(guó)際上的許多知名天文站點(diǎn)都進(jìn)行過長(zhǎng)期的紅外天空背景測(cè)量,圖2.3為相??關(guān)站點(diǎn)的部分測(cè)量數(shù)據(jù),與圖2.2中的黑體輻射數(shù)據(jù)對(duì)比可知,對(duì)于南極(South??Pole)天文觀測(cè)站點(diǎn),其L、M波段數(shù)據(jù)分別相當(dāng)于溫度約215K、190K的黑體在??對(duì)應(yīng)波段的輻射強(qiáng)度;而對(duì)于夏威夷莫納克亞山(Manna?Kea)天文臺(tái)和賽丁泉??(SidingSpring)天文臺(tái),這一數(shù)據(jù)則分別與溫度約255K、258K的黑體在對(duì)應(yīng)波段??的輻射強(qiáng)度相當(dāng)。??Comparison?op?Zenith?Sky?Fiatx?iNTHNsrrnas?brtwbhn?Sitcs??Intensity??Siding?Spring?Mauna?Kea
5為黑體的譜輻射強(qiáng)度,h是普朗克常數(shù),是玻爾茲曼常數(shù),C。為真空??中的光速,V為輻射電磁波頻率,r是黑體溫度。譜輻射強(qiáng)度5常用的單位換算??為:??lfijy?arcsec ̄2?=?10-6?x?10-26?x?(648:1〇s)-2?^?'?m ̄2?'?Wz-1?■?Sr-1?(2-2)??在2.5 ̄5^m波段范圍內(nèi),有兩個(gè)光學(xué)窗口?L、M。它們的中心波長(zhǎng)近似值??分別為3.6叫1、4.8叫1,通過(2-1)、(2-2)二式可計(jì)算出不同溫度的黑體在這兩個(gè)??波段的輻射強(qiáng)度,結(jié)果如圖2.2所示。圖中橫坐標(biāo)為黑體溫度,縱坐標(biāo)為譜輻??射強(qiáng)度,該圖表明黑體的輻射強(qiáng)度與其溫度顯著相關(guān)。??id*? ̄??10=????.? ̄.???>?'?????ISO?190?200?210?220?230?240?2S0?260?270??TO??圖2.2不同溫度黑體在L、M波段的輻射強(qiáng)度??國(guó)際上的許多知名天文站點(diǎn)都進(jìn)行過長(zhǎng)期的紅外天空背景測(cè)量,圖2.3為相??關(guān)站點(diǎn)的部分測(cè)量數(shù)據(jù),與圖2.2中的黑體輻射數(shù)據(jù)對(duì)比可知,對(duì)于南極(South??Pole)天文觀測(cè)站點(diǎn),其L、M波段數(shù)據(jù)分別相當(dāng)于溫度約215K、190K的黑體在??對(duì)應(yīng)波段的輻射強(qiáng)度;而對(duì)于夏威夷莫納克亞山(Manna?Kea)天文臺(tái)和賽丁泉??(SidingSpring)天文臺(tái),這一數(shù)據(jù)則分別與溫度約255K、258K的黑體在對(duì)應(yīng)波段??的輻射強(qiáng)度相當(dāng)。??Comparison?op?Zenith?Sky?Fiatx?iNTHNsrrnas?brtwbhn?Sitcs??Intensity??Siding?Spring?Mauna?Kea
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于HDF5格式的FAST望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)重分布策略[J]. 鐘靈,李暉,朱明. 計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化. 2019(06)
[2]FAST 19波束脈沖星漂移掃描巡天模擬[J]. 劉鵬,王培,李菂,張潔,張蕾,張承民,朱煒煒,岳友嶺,代實(shí). 天文學(xué)進(jìn)展. 2018(02)
[3]探測(cè)宇宙深空的天眼——射電望遠(yuǎn)鏡[J]. 張嵐. 物理通報(bào). 2017(11)
[4]FAST及其科學(xué)目標(biāo)[J]. 南仁東,張博,岳友嶺,錢磊,朱明. 現(xiàn)代物理知識(shí). 2017(03)
[5]FAST的VLBI觀測(cè)與科學(xué)[J]. 張波. 中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2017(06)
[6]大口徑反射面天線技術(shù)綜述[J]. 杜彪,伍洋,張一凡,劉國(guó)璽. 無線電通信技術(shù). 2016(01)
[7]大數(shù)據(jù)時(shí)代的天文學(xué)研究[J]. 崔辰州,于策,肖健,何勃亮,李長(zhǎng)華,樊東衛(wèi),王傳軍,曹子皇,范玉峰,洪智,李珊珊,米琳瑩,裘實(shí),萬望輝,王建國(guó),王甲衛(wèi),尹樹成,郝晉新,薛艷杰,劉梁,陳肖,張海龍,諶俊毅,喬翠蘭,蘇麗穎. 科學(xué)通報(bào). 2015(Z1)
[8]紅外探測(cè)器材料與器件的發(fā)展[J]. 史衍麗. 科學(xué). 2013 (06)
[9]中國(guó)射電天文的研究與發(fā)展[J]. 楊戟. 中國(guó)科學(xué)院院刊. 2011(05)
[10]天體測(cè)量星表與巡天觀測(cè)的進(jìn)展[J]. 金文敬. 天文學(xué)進(jìn)展. 2009(03)
碩士論文
[1]大氣紅外透過率測(cè)量[D]. 陳雙遠(yuǎn).中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)) 2019
[2]FAST多波束脈沖星漂移掃描巡天模擬與中子星的質(zhì)量分布研究[D]. 劉鵬.西華師范大學(xué) 2018
[3]FAST望遠(yuǎn)鏡靈敏度優(yōu)化及“回照”方式分析[D]. 王君.貴州師范大學(xué) 2017
本文編號(hào):3280273
【文章來源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2主要研宄機(jī)構(gòu)所定義的波段范圍??
5為黑體的譜輻射強(qiáng)度,h是普朗克常數(shù),是玻爾茲曼常數(shù),C。為真空??中的光速,V為輻射電磁波頻率,r是黑體溫度。譜輻射強(qiáng)度5常用的單位換算??為:??lfijy?arcsec ̄2?=?10-6?x?10-26?x?(648:1〇s)-2?^?'?m ̄2?'?Wz-1?■?Sr-1?(2-2)??在2.5 ̄5^m波段范圍內(nèi),有兩個(gè)光學(xué)窗口?L、M。它們的中心波長(zhǎng)近似值??分別為3.6叫1、4.8叫1,通過(2-1)、(2-2)二式可計(jì)算出不同溫度的黑體在這兩個(gè)??波段的輻射強(qiáng)度,結(jié)果如圖2.2所示。圖中橫坐標(biāo)為黑體溫度,縱坐標(biāo)為譜輻??射強(qiáng)度,該圖表明黑體的輻射強(qiáng)度與其溫度顯著相關(guān)。??id*? ̄??10=????.? ̄.???>?'?????ISO?190?200?210?220?230?240?2S0?260?270??TO??圖2.2不同溫度黑體在L、M波段的輻射強(qiáng)度??國(guó)際上的許多知名天文站點(diǎn)都進(jìn)行過長(zhǎng)期的紅外天空背景測(cè)量,圖2.3為相??關(guān)站點(diǎn)的部分測(cè)量數(shù)據(jù),與圖2.2中的黑體輻射數(shù)據(jù)對(duì)比可知,對(duì)于南極(South??Pole)天文觀測(cè)站點(diǎn),其L、M波段數(shù)據(jù)分別相當(dāng)于溫度約215K、190K的黑體在??對(duì)應(yīng)波段的輻射強(qiáng)度;而對(duì)于夏威夷莫納克亞山(Manna?Kea)天文臺(tái)和賽丁泉??(SidingSpring)天文臺(tái),這一數(shù)據(jù)則分別與溫度約255K、258K的黑體在對(duì)應(yīng)波段??的輻射強(qiáng)度相當(dāng)。??Comparison?op?Zenith?Sky?Fiatx?iNTHNsrrnas?brtwbhn?Sitcs??Intensity??Siding?Spring?Mauna?Kea
5為黑體的譜輻射強(qiáng)度,h是普朗克常數(shù),是玻爾茲曼常數(shù),C。為真空??中的光速,V為輻射電磁波頻率,r是黑體溫度。譜輻射強(qiáng)度5常用的單位換算??為:??lfijy?arcsec ̄2?=?10-6?x?10-26?x?(648:1〇s)-2?^?'?m ̄2?'?Wz-1?■?Sr-1?(2-2)??在2.5 ̄5^m波段范圍內(nèi),有兩個(gè)光學(xué)窗口?L、M。它們的中心波長(zhǎng)近似值??分別為3.6叫1、4.8叫1,通過(2-1)、(2-2)二式可計(jì)算出不同溫度的黑體在這兩個(gè)??波段的輻射強(qiáng)度,結(jié)果如圖2.2所示。圖中橫坐標(biāo)為黑體溫度,縱坐標(biāo)為譜輻??射強(qiáng)度,該圖表明黑體的輻射強(qiáng)度與其溫度顯著相關(guān)。??id*? ̄??10=????.? ̄.???>?'?????ISO?190?200?210?220?230?240?2S0?260?270??TO??圖2.2不同溫度黑體在L、M波段的輻射強(qiáng)度??國(guó)際上的許多知名天文站點(diǎn)都進(jìn)行過長(zhǎng)期的紅外天空背景測(cè)量,圖2.3為相??關(guān)站點(diǎn)的部分測(cè)量數(shù)據(jù),與圖2.2中的黑體輻射數(shù)據(jù)對(duì)比可知,對(duì)于南極(South??Pole)天文觀測(cè)站點(diǎn),其L、M波段數(shù)據(jù)分別相當(dāng)于溫度約215K、190K的黑體在??對(duì)應(yīng)波段的輻射強(qiáng)度;而對(duì)于夏威夷莫納克亞山(Manna?Kea)天文臺(tái)和賽丁泉??(SidingSpring)天文臺(tái),這一數(shù)據(jù)則分別與溫度約255K、258K的黑體在對(duì)應(yīng)波段??的輻射強(qiáng)度相當(dāng)。??Comparison?op?Zenith?Sky?Fiatx?iNTHNsrrnas?brtwbhn?Sitcs??Intensity??Siding?Spring?Mauna?Kea
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于HDF5格式的FAST望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)重分布策略[J]. 鐘靈,李暉,朱明. 計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化. 2019(06)
[2]FAST 19波束脈沖星漂移掃描巡天模擬[J]. 劉鵬,王培,李菂,張潔,張蕾,張承民,朱煒煒,岳友嶺,代實(shí). 天文學(xué)進(jìn)展. 2018(02)
[3]探測(cè)宇宙深空的天眼——射電望遠(yuǎn)鏡[J]. 張嵐. 物理通報(bào). 2017(11)
[4]FAST及其科學(xué)目標(biāo)[J]. 南仁東,張博,岳友嶺,錢磊,朱明. 現(xiàn)代物理知識(shí). 2017(03)
[5]FAST的VLBI觀測(cè)與科學(xué)[J]. 張波. 中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2017(06)
[6]大口徑反射面天線技術(shù)綜述[J]. 杜彪,伍洋,張一凡,劉國(guó)璽. 無線電通信技術(shù). 2016(01)
[7]大數(shù)據(jù)時(shí)代的天文學(xué)研究[J]. 崔辰州,于策,肖健,何勃亮,李長(zhǎng)華,樊東衛(wèi),王傳軍,曹子皇,范玉峰,洪智,李珊珊,米琳瑩,裘實(shí),萬望輝,王建國(guó),王甲衛(wèi),尹樹成,郝晉新,薛艷杰,劉梁,陳肖,張海龍,諶俊毅,喬翠蘭,蘇麗穎. 科學(xué)通報(bào). 2015(Z1)
[8]紅外探測(cè)器材料與器件的發(fā)展[J]. 史衍麗. 科學(xué). 2013 (06)
[9]中國(guó)射電天文的研究與發(fā)展[J]. 楊戟. 中國(guó)科學(xué)院院刊. 2011(05)
[10]天體測(cè)量星表與巡天觀測(cè)的進(jìn)展[J]. 金文敬. 天文學(xué)進(jìn)展. 2009(03)
碩士論文
[1]大氣紅外透過率測(cè)量[D]. 陳雙遠(yuǎn).中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)) 2019
[2]FAST多波束脈沖星漂移掃描巡天模擬與中子星的質(zhì)量分布研究[D]. 劉鵬.西華師范大學(xué) 2018
[3]FAST望遠(yuǎn)鏡靈敏度優(yōu)化及“回照”方式分析[D]. 王君.貴州師范大學(xué) 2017
本文編號(hào):3280273
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