近紅外天空背景測量儀控制系統(tǒng)和FAST數(shù)據(jù)處理中若干技術(shù)的研究
發(fā)布時間:2021-07-12 16:40
天文學的進步與天文望遠鏡的發(fā)展息息相關(guān)。從可見光到紅外、紫外乃至射電波段,從手持式望遠鏡到大型望遠鏡、太空望遠鏡,人類竭盡所能地通過各種可能的途徑探尋宇宙的奧秘。對于地面紅外天文望遠鏡而言,紅外天空背景輻射的測量直接關(guān)系到望遠鏡系統(tǒng)的曝光時間、信噪比等指標,對于站址選取也具有十分重要的意義。除此之外,紅外偵測、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量。但來自天空的紅外背景信號十分微弱,且在對其進行測量時,很容易受到環(huán)境干擾信號的影響,我國自主研發(fā)的紅外天空背景測量系統(tǒng)十分匱乏。本文所述的近紅外天空背景測量儀,是為滿足以西藏阿里天文臺為代表的國內(nèi)天文臺址的實際需求而設(shè)計的。該測量儀基于InSb探測器,覆蓋了 2.5~5μm紅外波段范圍。本文圍繞測量儀的控制系統(tǒng),對制冷系統(tǒng)的熱仿真和導(dǎo)冷性能、電子學系統(tǒng),以及主控程序等進行了詳細分析,最后通過系統(tǒng)測試及性能分析,對控制系統(tǒng)的整體性能進行了驗證。對于射電天文望遠鏡,由于其數(shù)據(jù)量遠超常規(guī)望遠鏡,對天文數(shù)據(jù)的自動化處理需求一直十分強烈。作為現(xiàn)今世界上口徑最大的單口徑射電望遠鏡,500米口徑球面射電望遠鏡(Five-hundred-me...
【文章來源】:中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2主要研宄機構(gòu)所定義的波段范圍??
5為黑體的譜輻射強度,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),有兩個光學窗口?L、M。它們的中心波長近似值??分別為3.6叫1、4.8叫1,通過(2-1)、(2-2)二式可計算出不同溫度的黑體在這兩個??波段的輻射強度,結(jié)果如圖2.2所示。圖中橫坐標為黑體溫度,縱坐標為譜輻??射強度,該圖表明黑體的輻射強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波段的輻射強度??國際上的許多知名天文站點都進行過長期的紅外天空背景測量,圖2.3為相??關(guān)站點的部分測量數(shù)據(jù),與圖2.2中的黑體輻射數(shù)據(jù)對比可知,對于南極(South??Pole)天文觀測站點,其L、M波段數(shù)據(jù)分別相當于溫度約215K、190K的黑體在??對應(yīng)波段的輻射強度;而對于夏威夷莫納克亞山(Manna?Kea)天文臺和賽丁泉??(SidingSpring)天文臺,這一數(shù)據(jù)則分別與溫度約255K、258K的黑體在對應(yīng)波段??的輻射強度相當。??Comparison?op?Zenith?Sky?Fiatx?iNTHNsrrnas?brtwbhn?Sitcs??Intensity??Siding?Spring?Mauna?Kea
5為黑體的譜輻射強度,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),有兩個光學窗口?L、M。它們的中心波長近似值??分別為3.6叫1、4.8叫1,通過(2-1)、(2-2)二式可計算出不同溫度的黑體在這兩個??波段的輻射強度,結(jié)果如圖2.2所示。圖中橫坐標為黑體溫度,縱坐標為譜輻??射強度,該圖表明黑體的輻射強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波段的輻射強度??國際上的許多知名天文站點都進行過長期的紅外天空背景測量,圖2.3為相??關(guān)站點的部分測量數(shù)據(jù),與圖2.2中的黑體輻射數(shù)據(jù)對比可知,對于南極(South??Pole)天文觀測站點,其L、M波段數(shù)據(jù)分別相當于溫度約215K、190K的黑體在??對應(yīng)波段的輻射強度;而對于夏威夷莫納克亞山(Manna?Kea)天文臺和賽丁泉??(SidingSpring)天文臺,這一數(shù)據(jù)則分別與溫度約255K、258K的黑體在對應(yīng)波段??的輻射強度相當。??Comparison?op?Zenith?Sky?Fiatx?iNTHNsrrnas?brtwbhn?Sitcs??Intensity??Siding?Spring?Mauna?Kea
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于HDF5格式的FAST望遠鏡數(shù)據(jù)重分布策略[J]. 鐘靈,李暉,朱明. 計算機與現(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. 天文學進展. 2018(02)
[3]探測宇宙深空的天眼——射電望遠鏡[J]. 張嵐. 物理通報. 2017(11)
[4]FAST及其科學目標[J]. 南仁東,張博,岳友嶺,錢磊,朱明. 現(xiàn)代物理知識. 2017(03)
[5]FAST的VLBI觀測與科學[J]. 張波. 中國科學:物理學 力學 天文學. 2017(06)
[6]大口徑反射面天線技術(shù)綜述[J]. 杜彪,伍洋,張一凡,劉國璽. 無線電通信技術(shù). 2016(01)
[7]大數(shù)據(jù)時代的天文學研究[J]. 崔辰州,于策,肖健,何勃亮,李長華,樊東衛(wèi),王傳軍,曹子皇,范玉峰,洪智,李珊珊,米琳瑩,裘實,萬望輝,王建國,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. 科學通報. 2015(Z1)
[8]紅外探測器材料與器件的發(fā)展[J]. 史衍麗. 科學. 2013 (06)
[9]中國射電天文的研究與發(fā)展[J]. 楊戟. 中國科學院院刊. 2011(05)
[10]天體測量星表與巡天觀測的進展[J]. 金文敬. 天文學進展. 2009(03)
碩士論文
[1]大氣紅外透過率測量[D]. 陳雙遠.中國科學院大學(中國科學院云南天文臺) 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 2018
[3]FAST望遠鏡靈敏度優(yōu)化及“回照”方式分析[D]. 王君.貴州師范大學 2017
本文編號:3280273
【文章來源】:中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2主要研宄機構(gòu)所定義的波段范圍??
5為黑體的譜輻射強度,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),有兩個光學窗口?L、M。它們的中心波長近似值??分別為3.6叫1、4.8叫1,通過(2-1)、(2-2)二式可計算出不同溫度的黑體在這兩個??波段的輻射強度,結(jié)果如圖2.2所示。圖中橫坐標為黑體溫度,縱坐標為譜輻??射強度,該圖表明黑體的輻射強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波段的輻射強度??國際上的許多知名天文站點都進行過長期的紅外天空背景測量,圖2.3為相??關(guān)站點的部分測量數(shù)據(jù),與圖2.2中的黑體輻射數(shù)據(jù)對比可知,對于南極(South??Pole)天文觀測站點,其L、M波段數(shù)據(jù)分別相當于溫度約215K、190K的黑體在??對應(yīng)波段的輻射強度;而對于夏威夷莫納克亞山(Manna?Kea)天文臺和賽丁泉??(SidingSpring)天文臺,這一數(shù)據(jù)則分別與溫度約255K、258K的黑體在對應(yīng)波段??的輻射強度相當。??Comparison?op?Zenith?Sky?Fiatx?iNTHNsrrnas?brtwbhn?Sitcs??Intensity??Siding?Spring?Mauna?Kea
5為黑體的譜輻射強度,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),有兩個光學窗口?L、M。它們的中心波長近似值??分別為3.6叫1、4.8叫1,通過(2-1)、(2-2)二式可計算出不同溫度的黑體在這兩個??波段的輻射強度,結(jié)果如圖2.2所示。圖中橫坐標為黑體溫度,縱坐標為譜輻??射強度,該圖表明黑體的輻射強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波段的輻射強度??國際上的許多知名天文站點都進行過長期的紅外天空背景測量,圖2.3為相??關(guān)站點的部分測量數(shù)據(jù),與圖2.2中的黑體輻射數(shù)據(jù)對比可知,對于南極(South??Pole)天文觀測站點,其L、M波段數(shù)據(jù)分別相當于溫度約215K、190K的黑體在??對應(yīng)波段的輻射強度;而對于夏威夷莫納克亞山(Manna?Kea)天文臺和賽丁泉??(SidingSpring)天文臺,這一數(shù)據(jù)則分別與溫度約255K、258K的黑體在對應(yīng)波段??的輻射強度相當。??Comparison?op?Zenith?Sky?Fiatx?iNTHNsrrnas?brtwbhn?Sitcs??Intensity??Siding?Spring?Mauna?Kea
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于HDF5格式的FAST望遠鏡數(shù)據(jù)重分布策略[J]. 鐘靈,李暉,朱明. 計算機與現(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. 天文學進展. 2018(02)
[3]探測宇宙深空的天眼——射電望遠鏡[J]. 張嵐. 物理通報. 2017(11)
[4]FAST及其科學目標[J]. 南仁東,張博,岳友嶺,錢磊,朱明. 現(xiàn)代物理知識. 2017(03)
[5]FAST的VLBI觀測與科學[J]. 張波. 中國科學:物理學 力學 天文學. 2017(06)
[6]大口徑反射面天線技術(shù)綜述[J]. 杜彪,伍洋,張一凡,劉國璽. 無線電通信技術(shù). 2016(01)
[7]大數(shù)據(jù)時代的天文學研究[J]. 崔辰州,于策,肖健,何勃亮,李長華,樊東衛(wèi),王傳軍,曹子皇,范玉峰,洪智,李珊珊,米琳瑩,裘實,萬望輝,王建國,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. 科學通報. 2015(Z1)
[8]紅外探測器材料與器件的發(fā)展[J]. 史衍麗. 科學. 2013 (06)
[9]中國射電天文的研究與發(fā)展[J]. 楊戟. 中國科學院院刊. 2011(05)
[10]天體測量星表與巡天觀測的進展[J]. 金文敬. 天文學進展. 2009(03)
碩士論文
[1]大氣紅外透過率測量[D]. 陳雙遠.中國科學院大學(中國科學院云南天文臺) 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 2018
[3]FAST望遠鏡靈敏度優(yōu)化及“回照”方式分析[D]. 王君.貴州師范大學 2017
本文編號:3280273
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