Pointing Model Meets Deep Learning: A Retrospective Study on a MeerKAT+ Telescope Applying Deep Learning Methods for Blind Pointing Corrections
OHB Digital Connect GmbH（OHB数字连接有限公司）
该研究对比FNNs与传统PMs修正天文仪器盲指向误差的效果，将FNNs应用于MeerKAT+望远镜原型数据评估其实用性，为AtLAST等项目的指向误差建模改进提供参考。
2026-08-11 astro-ph.IM
A pointing solution for the medium size telescopes for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（CTA）中望远镜的指向能力是仪器校准的一个关键方面。它描述了天空中的一个位置是如何被转换到望远镜的焦平面上的，并允许对大气粒子簇射进行精确的定向重建。中型望远镜（MST）指向校准的最佳方法是利用安装在碟形天线中心的CCD相机，它可以同时拍摄夜空和焦平面。该解决方案的技术实施和测试结果采取了一个为期一年的MST原型在柏林/Adlershof。还将显示与模拟数据和原型望远镜的测试运行期间采取的实际数据指向校准精度的调查。
2017-09-12 astro-ph.IM
Pointing System for the Large Size Telescopes Prototype of the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列天文台的大型望远镜原型（LST-1）的指向系统应确保切伦科夫照相机中点状源的伽马射线图像映射到天空坐标，精度优于14角秒。望远镜变形的详细研究进行，以解开不同的变形和量化他们的贡献，错过指向，学习如何纠正他们，最后如何设计系统离线和在线指向校正。LST-1指向精度系统由安装在抛物面中心的几个设备组成：Stardiider相机（SG），相机位移监视器（CDM），两个倾斜仪，四个测距仪和一个光轴参考激光器（OARL），与Cherenkov相机周围安装的LED一起工作。在线指向校正基于弯曲模型，如现有IACT目前所做的。离线校正将结合SG和CDM相机完成的测量进行。SG将以5角秒的精度提供切伦科夫相机中心相对于天空坐标的位置，而CDM将以优于5角秒的精度提供由OARL光斑定义的望远镜光轴相对于切伦科夫相机中心的偏差。在专用试验台上的实验室测量表明，SG、CDM和倾角仪都能达到所需的指向精度。
2019-08-04 astro-ph.IM
Improving pointing of Toruń 32-m radio telescope: effects of rail surface irregularities
在过去几年中，对位于托鲁瓦附近的32米卡塞格伦射电望远镜进行了一些软件和硬件改进。方位角和仰角轴的19位角度编码器已升级为29位。控制系统已经得到了很大的改进，以便考虑到一些以前被忽视的与毫度指向有关的天体测量效应。2015年夏天，由于维修工作，次镜的方向略有改变，导致指向精度下降，远低于望远镜的标称能力。为了准备在30 GHz的最高可用频率下进行观测，我们使用一厘米接收器阵列（OCRA）来获取望远镜有史以来收集的最准确的指向数据，并对其进行分析以提高指向精度。我们引入了一个新的广义指向模型，第一次，占轨道的不规则性，我们表明，望远镜可以有均方根指向精度的水平${<}8"$和${<}12"$的方位角和仰角分别。最后，我们讨论了实施指向的改进，可能会影响其长期稳定性的影响。
2018-01-31 astro-ph.IM
Deep learning solutions to telescope pointing and guiding
针对WIYN望远镜指向精度不足问题，提出基于循环神经网络的指向系统，不依赖传统模型，初步结果良好，并计划推广至其他站点。
2024-11-05 astro-ph.IM
Measuring and Correcting Wind-Induced Pointing Errors of the Green Bank Telescope Using an Optical Quadrant Detector
风引起的指向误差是大口径高频射电望远镜的一个严重问题。在本文中，我们描述了一个光学象限探测器仪器，可以检测和提供一个校正信号的风引起的指向误差的100米直径的绿岸望远镜（GBT）的实现。该仪器使用天文测量和计量学相结合的方法进行校准。我们发现，主要的风引起的指向误差的时间尺度上的分钟所造成的feedarm被吹沿风矢量的方向。我们还发现，风引起的结构激励几乎是不存在的。我们已经实现了离线软件，以应用指向校正的数据从成像仪器，如MUSTANG 3.3毫米测辐射热计阵列，它可以恢复约70%的灵敏度损失，由于风引起的指向错误。我们还进行了初步的测试，显示出很大的希望，纠正这些指向误差的实时使用望远镜的副反射器伺服系统结合象限探测器信号。
2011-04-08 astro-ph.IM
Green Bank Telescope: Overview and analysis of metrology systems and pointing performance
绿岸望远镜（Green Bank Telescope，简称GBT）拥有100米x110米的离轴抛物面，是地球上最大的可操控射电望远镜。大型地面射电望远镜面临的一个主要挑战是实现足够的指向精度，以便在高频率下进行观测，在GBT的情况下高达116 GHz。精确指向需要能够盲获取源位置并执行通过观察附近的校准器源确定的特别校正，以便获得精确到目标位置的小误差范围内的起始位置。所需的指向精度取决于半功率波束宽度，对于GBT观测的高频端，这意味着指向必须精确到几弧秒RMS内。GBT的离轴设计是有利的，因为它消除了碟形天线的阻塞并减少了旁瓣干扰，并且没有证据表明由此产生的非对称结构对指向精度产生不利影响。然而，诸如重力弯曲、热变形、方位轨道倾斜和不规则性以及望远镜结构内的小的未对准和偏移误差等因素会导致指向不准确。一个指向模型的GBT，以纠正这些影响。该模型利用标准的几何校正以及来自GBT结构温度传感器的计量数据和来自轨道水平测量的数据。在本文中，我们提供了一个总结的GBT的指向模型和相关的校正，以及相关的计量系统的讨论和分析其目前的夜间指向精度。
2021-11-24 astro-ph.IM
Practical limits on Nanosatellite Telescope Pointing: The Impact of Disturbances and Photon Noise
精确和稳定的航天器指向是许多天文观测的要求。指向特别具有挑战性的纳米卫星，因为不利的表面积与质量比和成比例的大体积所需的即使是最小的姿态控制系统。这项工作探讨了在不受致动器精度或致动器引起的扰动（如抖动）限制的情况下，天体物理姿态知识和控制的局限性。外部干扰的原型6U立方体卫星建模和有限的传感知识计算从可用的恒星通量和把握的望远镜内的可用体积。这些输入集成使用模型预测控制方案。对于一个简单的测试情况下，在1赫兹，与85毫米望远镜和一个单一的11等星，可实现的身体指向预计为0.39弧秒。对于一个更一般的限制，整合可用的星光，可实现的姿态感测约为1毫角秒，这导致预测的身体指向精度为20毫角秒后，应用的控制模型。这些结果表明，在达到天体物理和环境极限之前，姿态传感和控制系统还有很大的改进空间。
2021-12-23 astro-ph.IM
Pointing calibration of GroundBIRD telescope using Moon observation data
本文提出利用月球观测数据对GroundBIRD望远镜进行指向校准，通过修正轴倾斜、编码器和准直偏移并评估月球亮温非均匀性，最终实现3.3角分的指向精度，优于其36角分的角分辨率一个数量级。
2024-01-18 astro-ph.IM
Monitoring the pointing of the prototype LST-1 using star reconstruction in the Cherenkov camera
为即将到来的切伦科夫望远镜阵列（CTA）提出的第一个大型望远镜（LST-1）已于2019年在拉帕尔马开始运行。LST-1的大型结构-直径为23米的反射镜-对其变形进行了严格控制，这可能会影响指向精度和整体性能。根据CTA的规格，设想解决例如银河系源的精细结构，LST校准后的指向精度应优于14角秒。为了满足这一要求，望远镜指向精度的监测与两个专用的CCD相机位于碟中心。对它们的图像的分析使我们能够理清结构的不同系统变形。在这项工作中，我们研究了一种互补的方法，提供了可能性，以监测指向的望远镜在收购的天空数据。在正确地清除切伦科夫簇射中的事件后，将相机视场中成像的恒星的重建位置与它们在星表中的标称预期位置进行比较。这提供了对望远镜指向的直接测量，其可用于交叉检查其他方法，并作为对望远镜的光学特性和由弯曲模型应用的指向校正的实时监测。此外，该方法的优点在于不依赖于特定的硬件或专用观测。在这篇文章中，我们将说明这种分析，并显示基于LST-1的模拟结果。
2021-08-02 astro-ph.IM
The Pointing Self Calibration algorithm for aperture synthesis radio telescopes
本文研究了综合孔径射电望远镜（ASRT）方向相关效应（DDE）的定标算法。在使用自校准校正方向无关效应（DIE）之后，成像性能可能受到阵列中的元件的前向增益的不精确知识的限制。通常，前向增益模式是方向相关的，并且由于多种原因而随时间变化。一些因素，如方位-仰角安装天线的主波束随俯仰角的旋转是先验已知的。一些，例如天线指向误差和孔径阵列元件的结构变形/投影效应不能被测量{ \em先验}。因此，除了先验已知的校正DD效应的算法之外，高动态范围成像还需要求解DD增益的算法。在这里，我们讨论了基于天线的DDE校准算法的数学框架，并表明，这个框架导致计算效率高的最佳算法，以及在并行计算环境中的规模。作为基于天线的DD校准算法的一个例子，我们演示了指向SelfCal算法来解决天线指向误差。我们的分析表明，现代ASRT的灵敏度足以解决天线指向误差和其他DD效应。我们还讨论了使用的指向SelfCal算法在实时校准系统和扩展天线形状SelfCal算法的实时跟踪和校正指向偏移和天线形状的变化。
2017-09-25 astro-ph.IM
Divergent pointing with the Cherenkov Telescope Array for surveys and beyond
银河系和河外巡天是切伦科夫望远镜阵列（CTA）的两个主要遗产项目，提供了能量超过数十GeV的宇宙的无偏见视图。考虑到切伦科夫望远镜有限的视场（$<10^\circ$），这些项目所需的时间很长。CTA的许多望远镜将允许充分利用新的指向模式，其中望远镜指向彼此略微偏移。这种发散指向模式导致阵列视场（$\sim 14^\circ$或更大）的增加，与正常指向相比具有竞争性性能。我们在这里提出了不同的阵列配置和望远镜数量的发散指向的性能的研究。我们简要地讨论了使用发散指向调查的前景。
2015-08-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
On the possiblity of using vertically pointing Central Laser Facilities to calibrate the Cherenkov Telescope Array
中央激光设施是一个由激光器组成的系统，该激光器放置在距离光探测器阵列一定距离处，通常在垂直方向上发射快速光脉冲，目的是校准该阵列。在校准运行期间，所有探测器都指向给定高度的激光束的同一部分。中央激光设施用于目前运行的各种超高能宇宙射线和成像大气切伦科夫望远镜阵列。考虑到未来的切伦科夫望远镜阵列，类似的设备可以在不同的波长上对整个装置进行快速校准。相对精度（即每个望远镜相对于阵列其余部分的相对精度）应优于5%，而绝对校准应达到4- 11%的精度，如果满足某些设计要求。此外，还可以在几天到几年的时间尺度上对每个望远镜的灵敏度进行精密监测。
2014-04-22 astro-ph.IM
Data Processing Pipeline for Pointing Observations of Lunar-based Ultraviolet Telescope
介绍了为减少我国月球探测嫦娥三号任务月基紫外望远镜（LUT）指向观测数据而开发的数据处理流水线。LUT的指向观测程序专门用于监测近紫外（245-345 nm）波段的可变物体。LUT在月球白天工作，为保证充足的电源，因此针对管道开发了一些特殊的数据处理策略。该管道包括杂散光去除、天体测量、采用超平技术的平场、源提取和宇宙射线抑制、孔径和PSF测光、孔径校正和星表存档等程序。对于LUT 10等的恒星（30 s曝光），测光精度通常为~0.02等，误差来自背景噪声、杂散光去除的残余和与平场相关的误差。对于13.5等的恒星，精度下降到~0.2等，这是LUT的5σ检测极限。
2015-07-30 astro-ph.IM
Isotropic and anisotropic pointing models
本文介绍了一种为装配有串联运动学的望远镜，特别是赤道架或地平架的望远镜生成指向模型的替代方法。我们的模型构造不利用任何假设的基础物理约束的安装，但是，可以分配各种效果的方程的各个组件。为了恢复指向模型参数，可以应用经典的线性最小二乘拟合过程。这种参数化也缺乏任何类型的参数奇异性。我们证明了这种类型的模型与米级望远镜的实际测量的效率，其结果提供了1.5-2角秒的均方根精度。
2015-07-20 astro-ph.IM
Studies towards an understanding of global array pointing for the Cherenkov Telescope Array
对于拟议中的切伦科夫望远镜阵列（CTA），校准后的点源定位精度为3弧秒的目标是在有利的观测条件下，伽马射线能量超过100 GeV。在这方面的贡献，结果的第一次研究的定位精度。这些研究是基于玩具蒙特卡罗模拟的一个典型的CTA南阵列布局，考虑到预期的触发率的不同CTA望远镜类型和伽马射线光谱的模拟源。有了这个模拟代码，它是可能的，以研究作为任意的望远镜错误取向的函数和典型的观测模式的天空中的位置精度。结果提出了各种方案，其中包括一个所有的个别望远镜随机错误的方向在其规定的限制。该研究为CTA的预期源定位精度提供了可靠的下限，并且可以很容易地扩展到包括大气折射或部分云覆盖等各种其他重要影响。
2015-09-07 astro-ph.IM
Machine Learning based Pointing Models for Radio/Sub-millimeter Telescopes
本文提出用XGBoost机器学习模型校正APEX望远镜指向误差，在测试数据上使方位角和俯仰角RMSE分别降低4.3%和9.5%，为AtLAST等未来设施运行提供参考。
2024-10-28 astro-ph.IM physics.data-an
On the Effects of Pointing Jitter, Actuators Drift, Telescope Rolls and Broadband Detectors in Dark Hole Maintenance and Electric Field Order Reduction
太空日冕仪预计将探测到比其宿主恒星暗至少1e10倍的系外行星。然而，实际的检测阈值取决于仪器的波前稳定性，并且随着观测策略和后处理方法的选择而变化一个数量级。在本文中，作者认为性能的先前介绍的观察策略（黑洞维护）和后处理算法（电场阶减少）在存在各种现实的影响。特别是，它将表明，在一些常见的假设下，望远镜的平均指向抖动转化为一个额外的光源与来自恒星（散斑）的残留光不相干，抖动“模式”可以在后处理中识别，并从行星信号区分。我们还表明，在对比度下降，由于电压漂移变形镜致动器可以减轻递归估计的电场在高对比度区域的图像（黑洞），使用电场共轭（EFC）。此外，即使当测量的强度是宽带时也可以这样做，只要它被单色强度的非相干总和很好地近似。最后，我们通过对宽视场红外巡天望远镜（WFIRST）的数值模拟，评估了闭环与开环观测方案的性能。特别是，我们比较了后处理因素的角度差分成像（ADI）与和没有电场降阶（EFOR），我们扩展到帐户可能的望远镜滚动和指向抖动的存在。对于本文考虑的所有观测参数，闭环黑洞维护导致显着更高的后处理精度。
2020-06-17 astro-ph.IM
A Pointing Solution for the Medium Size Telescopes for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列校准的一个重要方面是指向，这使得每个望远镜能够精确对准，因此可以将天空中的位置转换为切伦科夫相机平面中的点，反之亦然。中型望远镜（MST）的指向校准的最佳方法是在望远镜的碟中安装光学CCD相机，在数据采集期间同时捕获切伦科夫相机和夜空中星星的位置。这种方法的适应性在本程序中提出。
2016-10-17 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Precision Time-series Photometry in the Thermal Infrared with a 'Wall-Eyed' Pointing Mode at the Large Binocular Telescope
由于大气引起的变化的时间尺度很短，使用比较星可以改进从地面设施获得的时间序列测光。然而，天空在热红外（3-5微米）中是明亮的，并且可用探测器的视场相应地较小，使得在与科学目标相同的视场中具有校准星非常不寻常。在这里，我们提出了一种新的方法，通过同时成像的科学目标和校准星，分离<2阿明，到10 × 10 asec视场探测器获得差分测光。我们利用LBT独特的双目设计，将两个共同安装的望远镜分开，同时获得三组观测中的两个目标。结果表明，在LS波段（3.3 μ m）的可实现的散射是在百分比水平的明亮的目标，并可能更好地与更重的采样和表征的系统。
2017-12-19 astro-ph.IM
Simulation-based dynamic pointing analysis of AtLAST under wind loading and fast-scan conditions
OHB Digital Connect（OHB数字连接）；Institute of Space Sciences (ICE-CSIC)（空间科学研究所（ICE-CSIC））；Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)（加泰罗尼亚空间研究学院（IEEC））；Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo（奥斯陆大学理论天体物理研究所）
研究阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波望远镜（AtLAST）在风荷载和快速扫描条件下的动态指向，耦合结构模型与控制架构等进行分析，利用实测风数据评估，明确两种动态指向状态并为控制优化等提供指导。
2026-07-07 astro-ph.IM
Cosmology Large Angular Scale Surveyor (CLASS): Pointing Stability and Beam Measurements at 90, 150, and 220 GHz
宇宙学大角度尺度探测器（CLASS）望远镜阵列在智利阿塔卡马沙漠以40、90、150和220 GHz附近的频率波段探测75%的天空。CLASS测量最大角度尺度的CMB偏振，目的是限制张量与标量之比，测量再电离的光学深度接近宇宙方差极限等。CLASS Q波段（40 GHz）、W波段（90 GHz）和二向色高频（150/220 GHz）望远镜分别自2016年6月、2018年5月和2019年9月以来一直在观测。40 GHz仪器的天空光学特性已经公布。在这里，我们提出了初步的天空测量的光束在90，150和220 GHz的，和指向稳定的90和150/220 GHz的望远镜。从木星专用观测测量的平均90，150和220 GHz波束的半高宽（FWHM）分别为0.615+/-0.019度，0.378+/-0.005度和0.266+/-0.008度。望远镜指向的变化在光束FWHM的百分之几以内。
2022-08-09 astro-ph.IM
Packing the sky: coverage optimization and evaluation for large telescope arrays
最近在低成本天文设备方面取得的进展，包括高质量的中孔径望远镜和低噪声CMOS探测器，使得部署大型光学望远镜阵列在财政上可行，在科学上也很有意义。Argus光学阵列就是这样一个系统，由900个8英寸望远镜组成，计划在每次曝光时覆盖整个夜空，并能够成为北半球最深和最快的天空调查。这种新型望远镜带来了新的挑战：确定最佳的单个望远镜指向，以实现所需的天空覆盖范围和大量望远镜的重叠，并使用单独的支架，包含望远镜子阵列的较大安装结构或单个支架上的整个阵列来实现这些指向。在本文中，我们描述了一种方法，用于创建一个指向模式，并给出该模式的快速评估天空覆盖和重叠的算法，并将其应用到阿格斯阵列。使用这种模式，望远镜被放置成半球形排列，可以安装为单个单片阵列或分成几个较小的子阵列。这些方法可以应用于其他大型阵列，其中天空包装是具有挑战性的，并且均匀间隔的阵列细分是安装所必需的。
2022-08-18 astro-ph.IM
Precise Pointing of Cubesat Telescopes: Comparison Between Heat and Light Induced Attitude Control Methods
立方体卫星正在成为进行天文学、系外行星搜索和地球观测的低成本工具。这些卫星可以连续数周瞄准一个物体进行科学观测。在使用时间共享的大型特派团，这通常是不可能的。为立方体卫星望远镜设计姿态控制系统的问题是非常具有挑战性的，因为目前选择的致动器，如反作用轮和磁力矩器，由于移动的机械部件和外部干扰，可能会引起航天器的抖动。这些望远镜可能包含低温泵和伺服系统，引入额外的振动。需要更好的解决方案。本文分析了利用太阳辐射压力和辐射力实现卫星精确姿态控制的可行性。我们的研究表明，辐射致动器是一种可行的方法，以实现精确指向。该设备使用8个不同温度的薄叶片放置在一个近真空室。这些腔室含有微量的轻质惰性气体，如氩气。叶片上的温度梯度导致气体分子不同地撞击叶片，从而产生力。通过控制这些力，就有可能产生一个扭矩来精确地指向或旋转航天器。我们提出了一个概念设计的立方体卫星，配备了这些执行器。然后，我们分析了潜在的回转机动和回转率可能与这些致动器通过模拟它们的性能。我们的分析和模拟结果指出了一个有前途的途径，为实验室测试这项技术和演示这项技术在太空中。
2017-01-26 astro-ph.IM
Effective pointing of the ASTRI-Horn telescope using the Cherenkov camera with the Variance method
切伦科夫望远镜相机不适合进行天体测量指向校准，因为它们不是设计来产生天空图像的，而是检测由于非常高能量的宇宙辐射引起的纳秒大气闪光。事实上，这些仪器只能显示中等的角分辨率（几分之一度），对稳定或缓慢变化的星光光学信号几乎是盲目的。为此，通常采用辅助光学仪器来校准望远镜指向。然而，二次仪表是系统误差的可能来源。此外，切伦科夫相机是唯一一个准确地拍摄所研究的天空部分的相机，因此将其用于指向校准目的是可取的。在这方面的贡献，我们提出了一个程序来评估的ASTRI-Horn望远镜的指向精度通过其创新的切伦科夫相机。该仪器具有统计方法，即所谓的方差方法，在逻辑板中实现，并且能够提供夜空背景光的图像作为辅助输出。考虑到光学点扩散函数与像元分布之间的卷积关系，方差图像可用于亚像元精度的恒星位置估计。此外，在观测过程中，视场的旋转可以用来验证切伦科夫相机与望远镜光轴的对准，精度为几弧分，作为上限。这些信息对于评估望远镜的有效指向、提高系统的科学准确性至关重要。
2021-08-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
LISA Telescope: Phase noise due to pointing jitter
在像LISA这样的天基引力波天线中，涉及连接远距离发射器/接收器航天器的长光路，信号检测相当于通过接收器处的相位变化来测量光距离变化。这就是为什么必须仔细研究由于各种机械/热效应引起的杂散相位波动的原因。我们在这里考虑从发射器发送的光束中的可能的指向抖动。我们展示了如何产生的相位噪声取决于由于入射光束撞击在望远镜上的波前的质量，并由于望远镜本身的缺陷。也就是说，我们数值评估交叉的影响，各种缺陷（像差和admartisms），固有的一个真正的望远镜指向波动。
2019-09-18 astro-ph.IM gr-qc physics.optics
Pointing Accuracy Improvements for the South Pole Telescope with Machine Learning
我们提出了使用机器学习来提高南极望远镜（SPT）的指向精度。SPT精确指向天空的能力受到其结构缺陷的限制，这些缺陷受到南极极端天气的影响。在小组委员会参与事件视界望远镜观测活动期间，指向准确性尤为重要，因为它比小组委员会的典型观测要求更严格。我们编制了一个训练数据集的历史观测的天文源与SPT-3G和EHT接收器上的SPT。我们训练两个XGBoost模型来学习从当前天气条件到两个望远镜驱动控制参数的映射-一个校正方位角误差，另一个校正仰角误差。我们的训练模型在交叉高程中的$2.14''$和高程中的$3.57''$的保留测试数据上实现了均方根误差，远低于我们沿每个轴的$5''$的目标。我们将我们的模型部署在望远镜控制系统上，并在2024年4月的EHT观测活动期间进行进一步的原位测试观测。我们的模型显著提高了指向精度：对于模型训练最好的输入变量范围内的源，平均组合指向误差提高了33%，从$15.9''$到$10.6''$。这些改进虽然意义重大，但距离我们的最终目标还很遥远，但它们可以作为未来模型开发的概念证明。计划升级的EHT接收机的SPT将需要更严格的指向精度，这将是可以实现的与我们的方法。
2025-10-30 astro-ph.IM
Pointing control for the SPIDER balloon-borne telescope
本文介绍了SPIDER实验指向系统的技术和控制方法。SPIDER是一个球载偏振计，旨在探测宇宙微波背景辐射偏振中的原始引力波印记。我们描述了望远镜的方位驱动的两个主要组成部分：反作用轮和电动枢轴。13 kHz PI控制回路在数字信号处理器上运行，并具有来自光纤速率陀螺仪的反馈。该系统可实现方位角速度的控制，均方根误差< 0.02度/秒。为了控制高度，SPIDER使用步进电机驱动的线性致动器来旋转低温恒温器，其中包含光学仪器，相对于外部框架。以这种方式控制每个轴的速度，机载飞行计算机上的高级控制回路可以实现实验所需的指向和扫描观察模式。我们已经完成了一项重要的任务，即以0.8度/秒的峰值加速度$^2$和6度/秒的峰值速度在方位角上正弦扫描5000磅有效载荷。我们可以做到这一点，同时可靠地实现亚弧分指向控制精度。
2014-07-07 astro-ph.IM
Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes pointing determination using the trajectories of the stars in the field of view
本研究提出一种无需专用辅助硬件与特定采集模式的通用IACT指向确定新方法，通过重建恒星位置并正交距离回归拟合轨迹，经LST-1调试数据验证兼具稳定性与优异指向性能。
2023-10-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Two-year Cosmology Large Angular Scale Surveyor (CLASS) Observations: 40 GHz Telescope Pointing, Beam Profile, Window Function, and Polarization Performance
宇宙学大角尺度探测器（Cosmology Large Angular Scale Surveyor，CLASS）是一个望远镜阵列，在智利阿塔卡马沙漠的75%的天空中观测宇宙微波背景（CMB），频率集中在40，90，150和220 GHz附近。CLASS测量大角度尺度（$1^\circ\lesssimθ\leqslant 90^\circ$）CMB偏振，以将$r\sim0.01$水平的张量与标量比和光学深度约束到最后散射到样本方差极限。本文介绍了40 GHz望远镜在2016年9月至2018年2月的第一次观测期间的光学特性。对月球的高信噪比观测建立了指向和光束校准。望远镜光束指向变化为$<0.023^\circ$（光束半峰全宽（FWHM）的$<1.6$ %）。我们估计每个探测器的光束参数，并在聚合，在CMB的调查地图。聚集光束具有$1.579^\circ\pm.001^\circ$的FWHM和$838 \pm 6\ μ{\rm sr}$的立体角，与物理光学模拟一致。相应的射束窗口函数在$\ell < 200$处具有每个多极的亚百分比误差。扩展的$90^\circ$波束图显示无显著远旁瓣。观测到的月球偏振表明，仪器偏振角与光学模型一致，温度-偏振泄漏分数为$<10^{-4}$（95% C.L.）。我们发现，基于月球的结果是一致的测量M42，RCW 38，和Tau A从CLASS的CMB调…
2020-04-06 astro-ph.IM
The LSPE-Strip Pointing Reconstruction and Star Tracker
本文介绍了LSPE-Strip望远镜的指向重建模型（PRM）与星跟踪器原型，推导PRM形式化方法并验证其指向误差要求，给出星跟踪器观测精度结果，同时研究了两种PRM配置角的相互校准方法及对应精度。
2025-03-24 astro-ph.IM
Platform Deformation Refined Pointing and Phase Correction for the AMiBA Hexapod Telescope
微波背景各向异性阵列（英语：Array for Microwave Background Anisotropy，缩写为AMiBA）是一个用于宇宙学研究的射电干涉仪，目前运行着7个直径为0.6米的天线，它们共同安装在一个由六足支架驱动的直径为6米的平台上。AMiBA是目前最大的六足望远镜。我们简要总结了六足操作与当前的指向误差模型。然后，我们将重点关注即将到来的13元素扩展及其潜在的困难和解决方案。平台的摄影测量揭示了一定程度的变形，这可能会影响光学指向和接收器无线电相位。为了准备13元素升级，平台上安装了两台光学望远镜，以进行相关光学指向测试。安装在不同的位置上，两组指向误差的残差显示出作为平台变形模式的函数的特征相位和幅度差。这些结果取决于望远镜的方位角、仰角和偏振位置。为了将局部变形引起的误差从实际的六足机器人指向误差中分离出来，建立了变形的解析模型。同样，我们证明了变形引起的无线电相位误差可以可靠地建模和校准，这使我们能够恢复理想的合成波束的振幅和形状高达90%或更多。由此产生的阵列效率及其限制进行了讨论的基础上推导出的误差。
2009-10-25 astro-ph.CO astro-ph.IM
A high-resolution pointing system for fast scanning platforms: The EBEX example
E和B实验（EBEX）是一个球载望远镜，设计用于测量宇宙微波背景的偏振，分辨率为8'，采用每秒量级速度的吊舱扫描。2013年1月，EBEX在南极洲上空完成了为期11天的观测，覆盖了$\sim$ 6000平方度的天空。有效载荷配备了两台冗余星相机和两套三个正交的陀螺仪，以重建望远镜的姿态。EBEX的科学目标要求在地图域中将指向重建到大约10”，并且飞行姿态控制要求实时指向精确到$\sim$ 0.5 $^{\circ}$。EBEX的高速扫描策略与其浮动高度相结合，仅允许星相机在扫描回转时每隔$\sim$ 40秒拍摄图像，因此需要开发具有低噪声陀螺仪和仔细控制系统误差的指向系统。在这里，我们报告了指向系统的设计以及为了解并最大限度地减少系统误差的影响而开发的模拟管道。使用2012/2013年的飞行数据对系统的性能进行了评估，我们表明，我们在40秒的方位角投掷上实现了RMS=25”的指向误差，对应于地图域中的$\sim$ 4.6”的误差。
2016-02-10 astro-ph.IM
The Balloon-borne Large Aperture Submillimeter Telescope (BLAST) 2006: Calibration and Flight Performance
2006年12月，在南极洲上空飞行了250小时（BLAST 06）的南极星载大孔径亚毫米望远镜（BLAST）成功运行。作为校准和指向程序的一部分，红超巨星VY CMa被观测并用作主要校准器。详细的整体BLAST 06校准程序进行了讨论。1-sigma绝对校准在250、350和500微米波段分别精确到10%、12%和13%。误差在带之间高度相关，导致250-500微米连续体的导出形状的误差低得多。对于36“、42”和60”光束，总体指向误差<5”rms。光学和指向系统的性能进行了讨论。
2009-09-25 astro-ph.IM
Inter-Calibration of Atmospheric Cherenkov Telescopes with UAV-based Airborne Calibration System
遥控飞行器（以下简称无人机）飞行能力的最新进展为天文学界提供了一种新的望远镜校准技术：基于无人机的校准。在一项可行性研究的基础上，我们创建了第一代无人机校准原型，并开展了一项现场活动，对H.E.S.S.的灵敏度进行了相互校准。望远镜阵列，两次成功的校准飞行。在本文中，我们报告的主要结果，我们的第一次测试活动：首先，通过比较的强度的无人机校准事件，记录的个人HESS-I相机，我们发现，一个基于无人机的相互校准是一致的标准μ子相互校准技术的水平\SI{5.4}{\%}和\SI{5.8}{\%}的两个单独的无人机校准运行。其次，通过比较无人机校准信号在相机焦平面上的位置，对于各种望远镜指向模型，我们能够将HESS-I望远镜的指向精度限制在数十弧秒的精度水平。这与从其他指向校准方法得到的指向精度是一致的。重要的是，相互校准和指向精度的结果都是通过第一代无人机校准原型实现的，这回避了该技术的潜力，并强调了基于无人机的系统是当前和未来地基$γ$射线望远镜阵列的可行校准技术。
2022-03-11 astro-ph.IM hep-ex
A generalized likelihood ratio test statistic for Cherenkov telescope data
TeV伽马射线的天体物理源通常由切伦科夫望远镜观测建立。这些计数型仪器具有直径几度的视场，并通过大气中的切伦科夫辐射记录大量的粒子空气簇射。这些簇射要么是由伽马射线诱发的，要么是由弥散宇宙射线背景诱发的。通常用于评估可能的伽马射线过量的检验统计量是Li和Ma（1983），Eq. 17，它可以应用于独立的源上和源外观测，或可以近似为这样的场景。然而，如果数据是在所谓的“摆动”模式下（指向源周围的几个偏移位置）获取的，如果同时接受形状是不规则的，甚至取决于操作参数，如指向方向或望远镜多重性，则该公式是不合适的。为了提供一个强大的测试统计量在这种情况下，本文探讨了一个可能的推广的似然比的概念，李和马的公式是基于。在这样做时，充分利用数据的多点性质和通常已知的仪器点扩散函数来导出新的半数值检验统计量。由于它的灵活性和鲁棒性对系统的不确定性，它不仅是有用的检测目的，但也为天空映射和源形状拟合。简化的蒙特卡罗模拟验证结果，并讨论了几个应用和进一步推广的概念。
2012-06-15 astro-ph.IM
Current and Future Space and Airborne Observatories for ISM Studies
星际介质发出大量的中红外和远红外（3-500 μm）辐射，这是星系发出的大部分光。在这篇文章中，我们激励ISM在红外线和大型专业天文台的建设研究，如平流层红外天文台（SOFIA），刚刚结束了它的使命在一个科学的高度注意，和新推出的詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST），刚刚开始其令人兴奋的科学任务。我们介绍他们的能力，提出了他们的科学发现的几个例子，并讨论他们如何相互补充。然后，我们考虑SOFIA的结论在历史背景下对该领域的影响，并专门针对太空和平流层中的远红外观测站寻找新的机会。
2023-01-14 astro-ph.GA astro-ph.IM
Space-quality data from balloon-borne telescopes: the High Altitude Lensing Observatory (HALO)
我们提出了一种方法，在亚轨道气球飞行，在高海拔透镜天文台（HALO）的概念设计的亚弧秒指向稳定性。这里提出的指向方法有可能以天基任务成本的1-2%执行近空间质量的光学天文成像。我们还讨论了一个架构，可以实现足够的热机械稳定性，以匹配指向稳定性。这一概念的动机是在开发和测试的超长期气球（ULDB）飞行，承诺允许观测活动持续三个月以上的进步。该设计采用了一个多级指向架构，包括：一个吊舱粗略的方位角控制系统，一个多轴嵌套的万向节框架结构与角秒的稳定性，一个望远镜去旋转器，以消除场旋转，和一个精细的指导阶段，包括一个望远镜安装角速率传感器和引导CCD在焦平面上驱动一个快速转向镜。我们讨论了指向测试的结果，以及在高海拔亚弧秒指向所需的初步热机械分析。还讨论了未来在广域勘测和系外行星搜索领域可能的应用。
2012-05-14 astro-ph.CO astro-ph.IM
Numerical solutions for phase noise due to pointing jitter with the LISA telescope
激光干涉仪空间天线（LISA）的目的是通过航天器之间的长（2.5 Mkm）激光链路中的相位调制来探测引力波。要解决的其他噪声源包括由发射光束的可能角抖动引起的相位波动。本论文遵循我们的前一篇论文（Vinet et al 2019 Class.定量重力36，205 003）基于远场相位的分析研究。我们在这里解决的相位的数值处理，在发出的波前像差的第一顺序，但没有任何假设的静态偏置项。我们验证了，在相位变化，在静态错位的高阶项是一致的，我们在前面的文件中发现的结果。
2020-04-09 astro-ph.IM gr-qc physics.optics
The AMiBA Hexapod Telescope Mount
AMiBA是目前运行中最大的六足天文望远镜。我们提出了一个描述这种新型的六足安装其主要机械部件-支撑锥，万向节，千斤顶螺钉，和平台-并概述了控制系统的指向模型和支持的操作模式。基于光学指向测试和平台摄影测量，验证了AMiBA六足支架的性能。摄影测量结果表明，平台内部的变形小于120微米rms。对于当前运行的7元件紧凑配置，这对于光学指向校正、无线电对准和无线电相位误差是可以忽略的。方位角和仰角的光学指向误差通过一系列校正相继减小到约0.4 arcmin rms，这满足了我们对7元目标规格的目标。
2009-02-13 astro-ph.CO astro-ph.IM
Observation of the cosmic ray shadow of the Sun with the ANTARES neutrino telescope
ANTARES是最大的海底中微子望远镜，它已经在其最终配置中收集了十多年的数据。宇宙射线在到达地球的途中可能被太阳等天体吸收，导致ANTARES探测器测量的大气μ介子通量出现不足，即所谓的太阳“阴影”效应。这种现象可以用来评估望远镜的基本特性：探测器的角分辨率和指向精度。这项工作描述了使用2008年至2017年收集的ANTARES数据对太阳“阴影”效应的研究。日影观测的统计显著性为$3.7σ$，ANTARES望远镜对下行μ子的估计角分辨率值为$0.59^{\circ} \pm 0.10^{\circ}$，这与从蒙特卡罗模拟获得的预期一致，也与2007-2016年月球“阴影”分析的估计一致。没有发现系统指向偏移的证据，由此产生的指向精度与预期一致。
2021-09-02 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
A New Concept for Spectro-photometry of Exoplanets with Space-based Telescopes
我们提出了一个新的概念，未来的天基望远镜过境系外行星的光谱特性。这个概念，称为致密光瞳光谱学，使我们能够执行高，稳定的分光光度法对望远镜指向抖动和变形的主镜。该致密化光瞳光谱仪包括以下三个作用：将光瞳划分为多个子光瞳、每个子光瞳的致密化以及利用常规光谱仪获取每个子光瞳的光谱。针对分光、加密的子光瞳可以作为点光源的事实，我们发现，通过将分光、加密的子光瞳放置在光谱仪的入射狭缝上，简化的光谱仪可以在与主镜光学共轭的探测器平面上获得加密子光瞳的光谱。所获得的多个光谱主要不是针对低阶像差（诸如望远镜指向抖动和主镜的任何变形）在检测器上移动。通过对它们进行统计处理，也增加了观察结果的可靠性。我们的数值计算表明，由于这种方法抑制仪器系统误差下的望远镜与适度的指向精度下降到10 ppm，下一代空间望远镜与直径超过2.5米可能提供的机会，通过透射光谱和二次日食来表征附近的晚型恒星周围的温带超级地球。
2016-04-05 astro-ph.EP astro-ph.IM
Fourth-order Coronagraph for High-Contrast Imaging of Exoplanets with Off-axis Segmented Telescopes
我们提出了一个离轴分段望远镜，这是足够不敏感的望远镜指向误差和有限的主恒星的角直径，使潜在的宜居行星的高对比度成像的四阶零日冕系统。日冕照相系统的内工作角接近于$1λ/D$，没有外极限。提出的日冕照相系统是由一个新的焦平面掩模和一个优化的Lyot停止与二阶零。这种新的焦平面掩模是带限掩模的一种扩展。我们构造了一个四阶零的日冕系统，通过将两个新的日冕系统连续地放置成彼此正交。所提出的系统仅限于窄带使用。解析地推导了日冕系统的特性，包括：（1）由于有限的恒星直径和望远镜指向抖动引起的恒星光泄漏;（2）峰值吞吐量。基于这些解析表达式，我们实现了该日冕照相系统的性能模拟，考虑0.75 $\mathrmμ$ m的单色光和离轴主镜直径为8.5 m。结果表明，由于掩模的工作区域较宽，在望远镜指向抖动小于$0.01λ/D\approx240$ as的条件下，可以探测到绕K矮星和G矮星运行的类地行星。拟议的日冕系统是有希望的潜在的可居住的行星与未来的空间离轴六边形分段望远镜检测。
2020-03-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
Calibration of the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列的建设预计将很快开始。我们将介绍目前预计校准观测站的基线方法及其扩展。这些都必须实现强大的要求，允许系统的不确定性重建的伽马射线能量和通量尺度，以及对指向分辨率，并对整个占空比的天文台。现场校准活动旨在包括对望远镜相机进行可靠和有效的校准，以及对每个望远镜的总体光学通量进行校准的各种方法和仪器，从而实现望远镜间校准和整个天文台的绝对校准。现场校准的一个重要方面是正确了解望远镜上方的大气，它构成了这种检测技术的量热计。计划用最先进的仪器不断进行监测，以获得直至平流层的完整分子和气溶胶概况。为了保证观测时间的最佳利用，就可用数据而言，需要一个智能调度系统，该系统优先考虑能够应对给定大气条件的那些源和观测程序，特别是如果天空部分被云覆盖，或被灰尘轻微污染。云高计与全天空相机相结合，计划为天文台提供每个指向方向的预期条件的快速，在线和全天空知识。为了精确描述所采用的观测方向，计划使用宽视场光学望远镜和拉曼激光雷达，在相机的整个视场内提供关于高度分辨和波长相关大气消光的信息。
2015-08-28 astro-ph.IM
Cosmology Large Angular Scale Surveyor (CLASS): 90 GHz Telescope Pointing, Beam Profile, Window Function, and Polarization Performance
本文对CLASS 90 GHz望远镜进行光学表征，通过月球和木星观测确定指向与波束参数，并给出窗口函数、远旁瓣水平及温度到偏振泄漏等关键性能指标。
2024-07-30 astro-ph.CO astro-ph.IM
"Star coverage": a simple tool to schedule an observation when FOV rotation matters
在跟踪模式观测期间，由于地球的日运动，每个具有仰角方位角安装的望远镜在视场（FoV）中显示旋转。旋转的角度范围主要取决于观测的时间长度，但也取决于望远镜的纬度和指向，因为它是由目标的视差角的演变决定的，这是这两个参数的函数。在许多情况下，可以利用FoV的旋转来评估望远镜的一些光学机械特性，例如光学元件的对准或跟踪期间的电机精度。因此，可能发生的情况是，FoV旋转的适当模拟对于旨在校准整个系统的观测编程至关重要。我们提出了一个工具来模拟视在旋转的FoV，计算实际的“恒星覆盖率”可利用的科学目标。给定FoV和指向方向，软件计算旋转的角度范围，只考虑望远镜可观测到的低于星等限制的恒星。该工具将用于安排创新的ASTRI-Horn Cherenkov望远镜的指向校准运行，该望远镜是由意大利国家天文学研究所为伽马射线地基天文学开发的，但有可能使用所谓的方差方法制作天空图像作为辅助输出。通过利用方差方法的FoV旋转，可以成功地执行相机轴的关键评估。
2021-08-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
Enabling catalog simulations of transient and variable sources based on LSST cadence strategies
大型综合巡天望远镜（LSST）项目将从2022年开始进行为期十年的多波段巡天。正在积极研究这次调查的观测策略，并根据LSST操作模拟器（OpSim）的模拟策略，最好地预测科学能力。OpSim模拟了在调查期间LSST点序列的随机实现，并基于天文台（包括望远镜）的模型和观测条件的历史数据。OpSim输出包含测量的每个模拟指向的记录，以及根据观测条件对指向的完整表征，以及从指向特性中得出的一些有用的量。因此，每个记录都可以有效地用于导出在该指向中发现的所有天体物理源的观测特性。然而，为了获得一组源的观测（光变曲线）的时间序列，计算一个天体物理源的所有观测值和多个源的所有观测值往往更方便。在本文档中，我们描述了开源python包OpSimSummary，它允许方便的重新排序。该软件包的目标是为用户提供一个应用程序编程接口（API），用于访问所有此类观测结果，并以第三方软件（如SNANA）可用的中间数据产品的形式汇总这些信息，从而弥合官方LSST产品与现有模拟代码之间的差距。
2019-05-08 astro-ph.CO astro-ph.IM
A New Method for Wide-Field Near-IR Imaging with the Hubble Space Telescope
提出了一种利用哈勃空间望远镜（HST）上的宽视场相机3（WFC 3）的近红外通道进行宽波段和浅波段观测的新技术。使用HST的宽场近红外巡天通常效率低下，因为导航星的获取使得在每个轨道上观察一个以上的指向是不切实际的。这种限制可以通过单独使用陀螺仪来规避，只要望远镜有三个功能陀螺仪就可以实现。这里提出的方法使我们能够观察马赛克的八个独立的WFC 3-IR点在一个单一的轨道，利用的事实，即HST漂移只有一个非常小的量，在25秒之间的非破坏性读取的非制导曝光。通过移动读取并将其视为独立曝光，可以恢复WFC 3的完整分辨率。我们在第23周期的COSMOS-DASH计划中使用这种“漂移和移位”（DASH）方法，该计划将在57个轨道上获得456个WFC 3 $H_{160}$点，覆盖COSMOS场中0.6度$^2$的区域，直到$H_{160} = 25$。完成后，该计划将使HST分辨率的近红外成像所覆盖的河外勘测区面积增加两倍以上。我们证明了该方法的可行性与前四个轨道（32点）的这个程序。我们表明，WFC 3相机的分辨率被保存，星系的结构参数与引导观测中测得的参数是一致的。
2016-03-01 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
MeerKAT Primary Beam Measurements in the L Band
在L波段（856 ~ 1711 MHz）用射电全息术测量了MeerKAT天线的全极化主波束方向图。本文介绍了观测到的这些波束的频率依赖特性，并指导用户的64天线射电望远镜，关注其方向相关的极化效应。在这项工作中，由于建模简化，带宽平均，重力加载和环境温度对初级光束的影响被量化的光束的半功率区域内。提供了一个典型用例效果的显著性水平的视角。它示出，天线指向是一个主要原因的望远镜用户在假定的波束形状的不准确性，引入超过1%的误差，在功率的波束的半功率点附近，由于望远镜指向精度为$σ\approx 0.6$弧分。不考虑这些指向误差，斯托克斯I波束形状相对于阵列平均值的变化最常见的是功率约为0.3%;然而，1500 MHz以上的影响平均是频带下半部分的三倍。这是因为被激活和传播的高阶波导模式的比例对每个接收器的正交模式换能器中的小的制造差异敏感。一个离轴光谱指数测量实验的初级光束校正验证测试结果。
2022-02-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The cosmic ray shadow of the Moon observed with the ANTARES neutrino telescope
ANTARES望远镜的主要目标之一是寻找点状中微子源。在这种情况下，探测器的指向精度和角分辨率都很重要，需要一种可靠的方法来评估这一性能。为了测量探测器的指向精度，一种可能性是研究月球的阴影，即由于吸收宇宙射线而导致的来自月球方向的大气μ介子通量的不足。通过分析2007年至2016年期间的数据，月影具有$3.5σ$统计学意义。探测器对下行μ子的角分辨率为0.73 $^{\circ}\pm0.14^{\circ}.$。一个独立的检查望远镜的指向精度是实现与收集的数据由一个淋浴阵列探测器船上暂时围绕ANTARES位置移动。
2018-07-31 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Observation of the cosmic ray shadow of the Sun with the ANTARES neutrino telescope
ANTARES探测器是位于地中海的海底中微子望远镜。寻找点状中微子源是ANTARES望远镜的主要目标之一，需要一种可靠的方法来评估探测器的角分辨率和指向精度。这项工作描述了与ANTARES探测器的太阳“阴影”效应的研究。阴影是由于初级宇宙射线的吸收而导致的大气μ介子通量在太阳方向上的不足。该分析基于ANTARES望远镜在2008年至2017年期间收集的数据。观测到的太阳阴影探测的统计显著性为$3.7σ$，对于下行μ子，估计角分辨率为$0.59^\circ\pm0.10^\circ$。的指向精度被认为是与预期一致的，没有证据表明系统的指向移位观察。
2020-12-02 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
