AOLI: Near-diffraction limited imaging in the visible on large ground-based telescopes
幸运成像与低阶自适应光学系统的结合在近10年前在帕洛马5米望远镜上得到了非常成功的证明。它仍然是唯一一个在地面望远镜上对微弱的天文目标提供可见光或近红外高分辨率图像的系统。本文将介绍AOLI最初部署在加那利群岛拉帕尔马WHT 4.2米望远镜上的情况。特别是，我们将研究我们的低阶曲率波前传感器的设计和状态，该传感器已被简化以使其更有效，确保覆盖大部分天空，以自然引导星作为参考对象。AOLI使用光学对接的电子倍增CCD来提供2000 x 2000像素的成像阵列。
2016-08-10 astro-ph.IM
Technological Novelties of Ground-Based Very High Energy Gamma-Ray Astrophysics with the Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes
本文介绍了大气成像切伦科夫望远镜技术的发展，指出该技术发现了约250个甚高能伽马射线源，并推动下一代大型装置CTA实现灵敏度数倍提升。
2024-11-14 astro-ph.IM
A Framework for Telescope Schedulers: With Applications to the Large Synoptic Survey Telescope
地面望远镜如何根据相互竞争的科学优先事项和限制条件、天气变化以及天空特定部分的能见度来安排观测时间，这会显著影响它们的效率。在本文中，我们介绍了基于望远镜调度，这是一个自动化的，无建议的决策算法，提供\textit{controllability}的行为，\textit{adjustability}的任务，并快速\textit{recoverability}从大型地面望远镜中断。通过在连贯的数学模型的上下文中构建该调度器，该算法的功能和性能易于解释并适应广泛的天文应用。本文提出了一个通用版本的基于调度器，以最小的手动裁剪，以展示其潜力和灵活性作为基础的大型地面望远镜调度器，可以在以后调整为其他仪器。此外，一个修改后的版本的基于时间的调度大型综合巡天望远镜（LSST）的介绍和比较以前的LSST调度模拟。
2018-10-11 astro-ph.IM
Assembly and testing of Ground Layer Adaptive Optics (GLAO)for ARIES Telescopes
本研究为ARIES望远镜组装并部署GLAO仪器，通过快速波前斜率测量与软件控制玻璃板倾斜校正，显著改善了两个台站的近地层视宁度和恒星成像清晰度。
2024-01-19 astro-ph.IM
Evaluation of filtering techniques to increase the reliability of meteo forecasts for ground-based telescopes
在这篇文章中，我们评估了滤波技术在提高地面望远镜光学湍流和大气参数预测精度方面的影响。这些技术利用望远镜传感器和仪器不断提供的数据来改进实时预报的性能，这对望远镜的运行有影响。在以前的工作中，我们已经展示了中尺度高频预报（中-NH和Astro-Meso-Nh模型）如何能够对不同的大气参数和光学湍流进行可靠的预测。中尺度预报在全球模式上的优势在于更好地实现物理大气过程，包括湍流，并产生具有更大空间分辨率（高达100米或更高）的输出。利用望远镜实时传感器数据的过滤技术可能有助于消除对短期中尺度预报产生影响的潜在偏差和趋势，因此可能提高最终输出的准确性。考虑到目前和未来顶级望远镜装置的复杂性和成本，对未来观测条件的预测的每一次改进肯定将有助于更好地分配观测时间，特别是在共享模式操作中，并且肯定将在中长期内使科学界受益。
2019-02-21 astro-ph.IM
WAET: low-cost ground based telescopes for accelerated exoplanet direct imaging
宽孔径系外行星望远镜（WAET）是一种新的地基光学望远镜布局，具有极不对称的孔径，从而以极低的成本实现新的系外行星成像。我们认为，hWAET，一个100 × 2的望远镜，可以在2020年代以1.5亿美元的价格建造，而超过3亿美元的版本值得进一步研发。
2019-07-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
High-Resolution Imaging in the Visible on Large Ground-Based Telescopes
“幸运成像”与低阶自适应光学系统相结合，提供了有史以来在可见光或近红外波段拍摄的微弱天体的最高分辨率图像。本文介绍了一种新的仪器，已经部署在拉帕尔马的WHT 4.2米望远镜，特别强调的光学设计和预测的系统性能。采用光子计数CCD探测器和多平面曲率波前传感器的低阶波前传感器的新设计将使微弱的自然导航星几乎覆盖整个天空。AOLI拥有1024 x 1024个光子计数EMCCD的2 x 2阵列，是新一代高灵敏度、近衍射极限成像系统中的第一个，在地面可见光范围内的分辨率比迄今为止从太空获得的分辨率更高。
2014-08-01 astro-ph.IM
The Near-Ultraviolet eXplorer (NUX): a ground-based wide-field near-UV telescope to search for near-UV transients
本文提出由4台36厘米地基望远镜组成的近紫外探索者（NUX），旨在通过300-350 nm波段搜寻超新星激波辐射及引力波电磁对应体等快速热暂现源，并验证了其定制NUV光学器件的可行性。
2024-09-20 astro-ph.IM
High-resolution imaging and spectroscopy in the visible from large ground-based telescopes with natural guide stars
在大型（8-10米）级望远镜上的可见光近衍射极限成像和光谱学已被证明超出了当前自适应光学技术的能力，即使在使用激光引导星时。在天空的任何部分都需要高分辨率的可见光成像，这表明需要一种完全不同的方法。本文描述了模拟、实验和天文观测的结果，表明在大望远镜上，采用四场曲传感器的低阶自适应光学校正和光子计数CCD相机系统的快速Lucky成像策略相结合，在I波段参考星最暗为18.5等时，在可见光区的分辨率可达20-25毫角秒。这样的仪器可以用于使用也将描述的配置来有效地馈送积分场摄谱仪。
2010-07-09 astro-ph.IM
Coordinating observations among ground and space-based telescopes in the multi-messenger era
时域多信使（天文）物理学的出现需要新的、改进的交换调度信息的方法，以便允许不同团队之间更有效的协作。目前，空间和地面观测站通过专门的网页以各种（特定于观测站的）格式提供目标飞行时间表和时间表信息。通过这个项目，我们的目标是：i）简化关于观测时间表和仪器设置的信息交换，ii）简化多个设施的可见性检查的自动化。为了实现这些目标，我们建议使用VO协议（ObsTAP类）编写必要的服务，将这些数据暴露给潜在的客户端应用程序，并在不同的设施开发可见性服务器。
2019-01-16 astro-ph.IM
Review of high-contrast imaging systems for current and future ground-based and space-based telescopes III. Technology opportunities and pathways
2017年9月在荷兰莱顿的洛伦兹中心举行的最佳光学日冕仪研讨会聚集了一个由25名研究人员组成的多元化小组，致力于系外行星仪器的研究，以刺激新想法的出现和分享。这篇文章是总结讲习班成果的三篇系列论文的最后一部分，概述了为地面和空间望远镜的高对比度成像仪器而实施或考虑的新型光学技术和系统。高对比度仪器的总体目标是在最高10^-10的对比度水平上提供对系外行星的直接观测和表征。我们列出了当前技术的缺点，并确定了新技术的机会和发展路径，使性能实现了飞跃。具体来说，我们讨论了设计和制造的关键部件，如先进的可变形反射镜和日冕光学，以及它们的融合在“自适应日冕”系统。此外，我们讨论了高度集成的系统设计，结合对比度增强技术和表征技术（如高分辨率光谱），同时最大限度地减少整体复杂性。最后，我们将探索使用地面望远镜的全光子解决方案和空间望远镜的专用大孔径的极端实现。
2018-07-18 astro-ph.IM
A FPGA-based Fast Converging Digital Adaptive Filter for Real-time RFI Mitigation on Ground Based Radio Telescopes
射频干扰（RFI）是射电天文学界日益关注的问题。单碟望远镜特别容易受到RFI的影响。已经开发了几种方法来应对RF污染的环境，其中包括标记、切除和实时消隐。所有这些方法都会产生一定程度的数据丢失，或者需要对天文信号进行假设。我们报告的实时，数字自适应滤波器的开发实现在一个现场可编程门阵列（FPGA）能够处理4096个频谱通道在1 GHz的瞬时带宽。该滤波器能够消除各种干扰信号，并快速适应RFI源的变化，最大限度地减少数据丢失，而无需对天文或干扰信号特性进行任何假设。收敛速度（下降到1%）被测量为208.1 us的宽带噪声类RFI信号和125.5 us的多载波RFI信号记录在FAST射电望远镜。
2018-05-16 astro-ph.IM
Gain and Polarization Properties of a Large Radio Telescope from Calculation and Measurement: The John A. Galt Telescope
测量扩展射电辐射的亮度温度需要了解望远镜的增益（或孔径效率），测量辐射的偏振分量需要校正来自天空和地面的非偏振辐射到明显偏振信号的转换。辐射特性的约翰A。通过分析和测量对自治领射电天体物理观测台的Galt望远镜进行了研究，以便对整个北方天空1280至1750兆赫的偏振发射测量进行绝对校准，并了解望远镜的偏振性能。电磁模拟器CST和GRASP-10被用来计算在所有斯托克斯参数的望远镜的辐射方向图，和孔径效率。还使用几何光学评价孔径效率，并使用Cyg A测量孔径效率。测量的孔径效率随频率在0.49和0.54之间的值变化平稳; GRASP-10产生的值高出6.5%，但随频率的变化非常相似。整个频带的总误差为3%，但任何两个频率的值相对正确，约为1%。对孔径效率的主要影响是照明锥的饲料辐射图案和阴影的饲料支撑支柱。根据卫星望远镜对地球进行遥感的测量和经验数据，开发了地面发射模型。该模型与计算的天线响应卷积，以估计地面发射转换为寄生极化信号。计算的伪信号与测量值相当，但不足以准确地用于校正观测。一个更简单的模型，其中地面被认为是一个非偏振发射器的亮度温度为~240 K，被证明有有用的精度相比，测量。
2016-07-21 astro-ph.IM
Satellite-Mounted Light Sources as Photometric Calibration Standards for Ground-Based Telescopes
天体物理学和宇宙学中的一些基本参数的系统误差的一个重要和日益增长的部分是由于绝对测光和通量标准的不确定性。卫星上安装的光源可能会提供一条减少这种不确定性的途径，从而提高精确描述大气消光的能力，从而有助于迎接下一代天文学的精确结果。使用的观测活动的532 nm脉冲激光器搭载的CALIPSO卫星，收集使用便携式网络的相机和光电二极管，我们获得的大气消光的初步测量，这显然可以大大提高进一步的数据，这种类型。对于未来的星载精密光源，正在开发的高空气球平台（与同事们一起）可以提供测试和观测数据，用于校准大气层的不确定性。
2011-01-27 astro-ph.IM
High Resolution Imaging in the Visible with Faint Reference Stars on Large Ground-Based Telescopes
天文学家在处理微弱目标时，将大大受益于现有和计划中的地面望远镜图像质量的提高。目前，大多数自适应光学系统的目标是在最高分辨率与明亮的引导星。我们展示了一个显着的新方法来测量低阶波前误差，通过使用光瞳平面曲率波前传感器的设计。通过进行低阶波前校正，我们可以在2.5米至8.2米范围内的望远镜上提供显着改善可见光图像分辨率的良好天文站点。在任何合理的条件下，角分辨率至少将提高2.5至3倍，并且通过进一步的校正和图像选择，甚至可以常规地获得更清晰的图像。我们重新审视了许多关于暗参考星可以实现这种性能的假设。我们展示了我们的新设计的曲率波前传感器结合波前拟合例程的基础上氡变换允许这种性能的实现。在广泛的条件下进行的模拟与所述硬件的早期版本在运行中已经实现的性能相匹配。比I 17 m暗得多的参考星可以常规地用来产生具有近衍射极限核心和比自然视宁度小得多的光晕的图像。
2019-11-13 astro-ph.IM
Focal Plate Prototyping for Modular Focal Planes of Stage-5 Instruments For Ground-Based Telescopes
Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；Haute Ecole du Paysage, d’Ingénierie et d’Architecture de Genève (HEPIA)（日内瓦景观、工程与建筑高等学院）
针对第五代多目标焦面仪器（2万根光纤级）的焦板结构，采用五轴加工技术满足倾斜（±0.05°）和焦深（±30 μm）公差要求。
2026-07-01 astro-ph.IM
AOLI-- Adaptive Optics Lucky Imager: Diffraction Limited Imaging in the Visible on Large Ground-Based Telescopes
通过结合Lucky Imaging和低阶自适应光学，获得了有史以来在可见光下拍摄的最高分辨率图像。本文介绍了一种新的仪器，将部署在WHT 4.2米和GTC 10.4米望远镜在拉帕尔马，特别强调的光学设计和预期的系统性能。采用光子计数CCD探测器和多平面曲率波前传感器的低阶波前传感器的新设计将允许使用明显较暗的参考星，从而允许使用自然引导星几乎覆盖整个天空。本文还介绍了Lucky成像效率的显著提高，曲率传感器波前重建的重要进展以及模拟结果和灵敏度极限。AOLI有一个2 × 2阵列的1024 × 1024个光子计数EMCCD，很可能是第一个新的高灵敏度，近衍射极限成像系统，提供更高的分辨率，在可见光从地面比迄今为止可能从空间。
2012-07-17 astro-ph.IM
The role of small telescopes as a ground-based support for exoplanetary space missions
配备现代仪器的小型望远镜越来越重要，特别是在TESS，PLATO和ARIEL等系外行星空间任务的时代。现在，每一个行星搜寻任务的关键部分都是对探测到的行星候选者进行地面跟踪。由于对观测时间的需求越来越大，具有现有仪器的孔径为2至4米的中型望远镜变得越来越有价值。本文将简要概述系外行星空间飞行任务的后续过程。将讨论对地面跟踪仪器的要求。将介绍一些现有的2米级望远镜设施及其对系外行星候选者后续进程的能力和潜力。将特别关注中欧现有的2米级望远镜。
2019-05-13 astro-ph.EP astro-ph.IM
Feasibility of utilizing Cherenkov Telescope Array gamma-ray telescopes as free-space optical communication ground stations
在未来自由空间光通信的实施中，地球上从深空间探测器接收的信号将极其微弱，必须开发新的地面站以支持这些链路。本文讨论了使用伽马射线望远镜开发的技术的可行性，这些望远镜将组成切伦科夫望远镜阵列（CTA）天文台，以实现一种新的地面站。这些望远镜提供的主要优势之一是需要更大的孔径来克服地基伽马射线天文学和光学通信都具有的功率限制。此外，将为CTA建造的大量大型望远镜将有可能通过经济规模生产来降低成本，从而实现未来深空链路所需的大型望远镜中的光学通信。
2013-05-21 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
CTA telescopes as deep-space lasercom ground receivers
由于射频通信的限制，从深空间探测器传输的科学数据量非常有限。自由空间光通信可以缓解这一瓶颈，提高数据速率，同时降低通信机载设备的重量、质量和功率。然而，需要优化从航天器到地球的电力输送。在RF通信中，策略是增加地面终端的孔径。自由空间光通信也可以遵循它，因为它们都受到地球上接收到的低功率的限制。随着大型望远镜的成本随着孔径呈指数级增长，需要新的想法来最大限度地提高孔径成本比。这项工作探讨了使用未来切伦科夫望远镜阵列作为光通信地面站的可行性。地基伽马射线天文学也有同样的功率限制，因此切伦科夫望远镜的设计是以最小的成本和一些宽松的要求来最大化接收器的孔径。讨论了望远镜的再利用和可能的调整以优化其通信的关键问题，以及望远镜模拟和适用于最坏情况设想的若干链路预算的数值计算，得出的结论是，该提议在技术上是可行的，与目前的深空光学地面站设计相比，将大大降低成本，提高性能。
2015-11-30 astro-ph.IM physics.ins-det
Fusion between ground- and space-based mid-infrared observations
由于探测器技术的改进和望远镜直径的增大，中红外天文学（工作波长为2至25 $μ$ m）在过去几十年中取得了重大进展。空间观测站得益于没有大气吸收，从而能够达到进行三维超光谱观测所需的极高灵敏度，但望远镜的直径有限（$< 1$米），因此只能以低角分辨率（通常为几弧秒）进行观测。另一方面，地面设施受到强烈的大气吸收的影响，但使用大型望远镜（直径8米以上）通过中红外范围内选定的窗口进行亚角秒角分辨率成像。在本文中，我们提出了一种基于Lee和Seung的非负矩阵分解（NMF）的方法来合并来自空间和地面的中红外（mid-IR）望远镜的数据，以结合最佳的灵敏度，光谱覆盖率和角分辨率。我们证明了这种技术的效率时，应用到真正的中红外天文数据。我们建议，这种方法可以应用于任何组合的低和高空间分辨率积极的高光谱数据集，只要光谱的数据的多样性允许分解成组件使用NMF。
2011-06-14 astro-ph.IM
Modelling ground pickup for microwave telescopes
微波望远镜在追求精确测量宇宙微波背景（CMB）的过程中，要求对实验系统学的控制不断增加。地面和球载实验的一个重要系统是地面拾取，在主波束扫描天空的同时，波束旁瓣探测更温暖的地面的热辐射。这在实验时间流中产生了扫描同步噪声，如果不删除一些来自天空的信号，就很难过滤掉。因此，有效的建模拾取可以帮助指导实验和分析管道的设计。在这项工作中，我们提出了对beamconv算法的扩展，使我们能够同时从波束卷积的天空和地面地图生成时间顺序数据（TOD）。我们模拟地面拾取地面为基础的实验和望远镜连接到平流层气球。气球实验的地面模板是通过重新投影地球微波辐射的卫星图获得的。
2022-07-12 astro-ph.CO astro-ph.IM
Wind environment analysis of ground-based optical observatory
望远镜和基础设施可能会改变天文台周围的局部风环境，并进一步影响观测环境。现场测试完成后，需要对整个场地的风环境进行分析，规划望远镜布局，科学合理地利用优越的条件。以某典型天文台为例，采用计算流体动力学（CFD）方法，分析了地形特征对风环境的影响以及望远镜罩间的相互干扰。将计算结果与差分图像运动监视器（DIMM）的观测数据进行了比较，结果吻合较好，验证了计算方法的有效性。风环境分析结果可为场地布局和建设、改善观测环境和图像质量提供合理建议。
2021-12-02 astro-ph.IM
FAST: A software suite for automatic weather and optical turbulence forecast on ground-based telescope sites
本文介绍 FAST 软件套件，其自动化整合 Meso-Nh/Astro-Meso-Nh 预报流程，支持 AO 优化与望远镜观测规划，并已在 LBT、VLT 相关项目中成熟应用。
2024-12-06 astro-ph.IM
Space Astronomy for the mid-21st Century: Robotically Maintained Space Telescopes
地面天文望远镜的历史发展使我们预计天基天文望远镜将需要运行数十年。在空间交换科学仪器将是这类飞行任务长期取得科学成功的先决条件。在操作上，必须有可能在空间修理或更换航天器的关键部件。我们认为，这些要求可以通过机器人任务来实现，并将所需工程的发展视为主要挑战。地面行动在科学和技术上将需要较低的运行费用预算。这些可以通过增强航天器的自主性和独立于任务的软件支持概念来实现。这一概念可适用于镜像能力不限制飞行任务寿命的领域。
2012-02-22 astro-ph.IM
FlyEye Ground-Based Telescope: Unveiling New Frontiers in Astronomical Science
本研究介绍了ESA的FlyEye地面望远镜，其采用1米级单片主镜搭配16台CCD相机的分通道设计，拥有44平方度大视场，可探测视星等21.5的NEO，每晚能巡天三分之二可见天区约3次，将革新时域天文研究，需开发自动化校准测试流程以释放其潜力。
2024-07-12 astro-ph.IM
Project Management for Ground-based Telescope Array Development
本研究介绍首尔国立大学7DT地面望远镜阵列的设施配置、数据规模、存储计算及远程运行方案，重点分享低预算学术环境下该项目在人力、风险、财务应急等方面的管理经验。
2024-06-24 astro-ph.IM
A vision for ground-based astronomy beyond the 2030s: How to build ESO's next big telescope sustainably
UNIVIE, Austria（维也纳大学）；Leiden Observatory, The Netherlands（莱顿天文台）；ICE-CSIC, Spain（西班牙高等科学研究理事会天体物理研究所）；MPIA, Germany（马普天文学研究所）；INAF OACN, Italy（意大利国家天体物理研究所卡塔尼亚天文台）；JBCA, University of Manchester, UK（曼彻斯特大学）；ULiège, Belgium（列日大学）；UPenn, USA（宾夕法尼亚大学）；OCA, France（尼斯蔚蓝海岸天文台）；Queen’s University Belfast, UK（贝尔法斯特女王大学）；Cornell University, USA（康奈尔大学）
本文提出可持续建设ESO下一代望远镜的指导方针，以保护地球并延续人类探索宇宙的使命。
2025-12-11 astro-ph.IM
Review of high-contrast imaging systems for current and future ground-based and space-based telescopes II. Common path wavefront sensing/control and Coherent Differential Imaging
2017年9月在荷兰莱顿的洛伦兹中心举行的最佳光学日冕仪（OOC）研讨会聚集了一个由25名研究人员组成的多元化小组，致力于系外行星仪器的研究，以刺激新想法的出现和分享。在这三篇总结OOC研讨会成果的系列论文的第二部分中（另见~ \citenum{ruane2018,snik2018}），我们概述了共路波前传感/控制和相干差分成像技术，突出了最新的结果，并揭示了它们的相对优势和劣势。我们为该领域规划了重要的里程碑，旨在增强未来基于地面/空间的高对比度成像平台。像这样的技术将有助于弥合令人生畏的对比度差距，需要在G型恒星周围从太空反射的光中，在能够保留液态水的区域中对类地行星进行成像。
2018-07-18 astro-ph.IM
Ground-based gamma-ray telescopes as ground stations in deep-space lasercom
随着深空信息量的迅速增加，射频技术已成为空间通讯的瓶颈。射频已经限制了深空飞行任务的科学成果，并可能成为发展载人飞行任务的重大障碍。Lasercom有望解决这一问题，因为它将大大提高数据速率，同时降低车载通信系统的能量、质量和体积。在RF深空间通讯中，接收功率是主要限制，传统的提高数据吞吐量的方法是增加接收机的孔径，例如NASA深空网络中的70-m天线。光通信也可以从这一战略中受益，因此通常建议使用10米级望远镜来支持未来的深空链路。然而，大型望远镜的成本随着其孔径呈指数级增长，需要新的想法来优化这一比例。在这里，建议使用地面伽马射线望远镜，称为切伦科夫望远镜。这些是光学望远镜，旨在以最低的成本最大限度地提高接收器的孔径，并放宽一些要求。由于它们用于阵列配置，并且需要建造多个相同的单元，因此望远镜的每个元件都被设计成最小化其成本。此外，本地阵列配置将有助于切伦科夫望远镜和激光通信望远镜的联合操作。这些望远镜提供非常大的孔径，从几米到近30米，这可以大大提高光学地面站的性能。对这些望远镜的关键要素在激光通信中的应用进行了研究，得出的结论是，将其纳入未来光学深空网络的发展可能是一项令人感兴趣的战略。
2016-04-26 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
The Era of Extremely Large Optical Telescopes II: The GMT and TMT
Maulana Azad National Urdu University（穆兰阿扎德国立乌尔都大学）
本文介绍巨型麦哲伦望远镜（GMT）和三十米望远镜（TMT）的关键技术创新，包括分段镜面、自适应光学和激光导星系统，这些技术使集光面积和空间分辨率提升一个数量级以上。
2026-06-11 astro-ph.IM physics.pop-ph
Improving mid-infrared thermal background subtraction with Principal Component Analysis
本研究利用主成分分析改进地基热红外观测的背景扣除，相比经典方法在高对比度成像和孔径测光中分别提升对比度达2倍和灵敏度2-3倍，为未来大型红外望远镜奠定基础。
2024-05-28 astro-ph.IM
Using Ground-Based Telescopes to Mature Key Technologies and Advance Science for Future NASA Exoplanet Direct Imaging Missions
地面望远镜在过去二十年中一直在系外行星直接成像科学和技术发展方面发挥主导作用，并将在今后十年及以后继续发挥不可或缺的作用。极端自适应光学（AO）系统将推进焦平面波前控制和日冕照相术，增强WFIRST-CGI的性能并降低风险，同时验证性能要求并激励改进大气模型，以明确描述HabEx/LUVOIR太阳系类似物。超大型望远镜的专用仪器可能会提供类太阳恒星周围岩石行星的第一张热红外图像，为HabEx/LUVOIR提供许多系外地球候选者和关键的辅助信息，这些信息可以帮助澄清行星是否适合居住。
2018-03-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Planification d'observations sur t{é}lescope avec nuits incertaines
本文研究在天气和大气条件不确定导致晴朗夜晚数量不确定的情况下，采用基于随机优化和反应式策略的数学方法来规划地基望远镜观测，以显著提高望远镜的使用效率。
2025-03-19 astro-ph.IM
IPS Observation System for Miyun 50m Radio Telescope and Its Acceptance Observation
行星际闪烁（IPS）的地面观测是监测太阳风的重要手段。中国科学院国家天文台密云站50米射电望远镜上新安装了一个地基IPS观测系统。该观测系统是为了利用双频IPS同步测量的归一化互谱观测太阳风速度和闪烁指数而建立的。该系统由通用双频前端和专为IPS设计的双通道多功能后端组成。经过仔细的定标和测试，成功地对3C273 B和3C279进行了IPS观测。初步观测结果表明，该观测系统能够进行IPS观测，对于带宽为4MHz、积分时间为2s的IPS偏振相关器，系统的IPS观测灵敏度可达0.3Jy以上。
2012-03-23 astro-ph.IM
Fast focal plane wavefront sensing on ground-based telescopes
通过极端自适应光学（ExAO）探测和表征系外行星是未来超大望远镜的一个关键科学目标。然而，这一成就将受到准静态波前误差和残余AO校正大气波前误差的限制。这两个问题的解决方案是使用ExAO系统的科学相机作为波阵面传感器来执行快速测量和校正方法，以便在检测到这些像差时立即消除它们。我们已经开发了一种这样的方法的框架，使用自相干相机（SCC），应用于地面望远镜，称为快速大气SCC技术（FAST; Gerard等人，提交）。我们的FAST解决方案需要一个优化设计的电晕放电（SCC FPM）和后处理算法，原则上能够达到光子噪声极限几倍的“原始”对比度，并随着积分时间不断改进。在本文中，我们提出了新的正在进行的工作，探索SCC FPM的制造限制，以及一个通用的框架来实现和优化快速变形镜控制回路。
2018-07-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
HATS: A Ground-Based Telescope to Explore the THz Domain
从亚毫米波段到中红外波段的几乎未被探索的频率窗口可能为研究太阳耀斑期间粒子的加速和输运过程以及大气热响应提供新的线索。由于其技术复杂性和所需的特殊大气环境，在这些频率上的观测非常稀疏。高海拔太赫兹太阳光度计（HATS）是一个全太阳地面望远镜，设计用于观测从亚毫米到中红外的连续光谱。它有一个457毫米的球面镜，传感器位于其主焦点。该传感器是一个高灵敏度的Golay细胞在一个非常宽的频率范围。该望远镜有一个极架和一个定制的数据采集系统，该系统基于每秒32 ksamples，24位（72 dB动态范围），8通道模数转换板。只需改变Golay单元前面的低通和带通滤波器的组成，望远镜就可以被设置为检测非常不同的频带;使仪器非常通用。本文介绍了望远镜的特点及其发展现状。此外，我们估计的预期流量在耀斑。
2020-03-28 astro-ph.IM astro-ph.SR
Common-Resolution Convolution Kernels for Space- and Ground-Based Telescopes
对扩展天体的多波长研究需要将来自具有不同点扩散函数的仪器的图像结合起来。我们描述了卷积核的构造，该卷积核允许人们使用公共PSF生成（多波长）图像，从而保留天文源的颜色。我们为斯皮策太空望远镜、赫歇尔太空天文台、银河演化探测器（GALEX）、宽视场红外巡天探测器（WISE）、地面光学望远镜（莫法特函数和高斯求和）和高斯PSF的相机生成卷积核。这些内核允许研究扩展对象的光谱能量分布（SED），保留每个像素中的特征SED。卷积核和用于构造和使用它们的IDL包是公开的。
2011-10-14 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Image Quality Specification for Solar Telescopes
现代大型地面太阳望远镜都配备了自适应光学系统，以提高在地球大气湍流存在的情况下的高角分辨率成像和分光能力。从这些望远镜获得的图像的质量不能用Strehl比率或其他直接用于夜间天文望远镜的指标来量化。在本文中，我们建议使用均方根（rms）粒度对比度作为一个度量来量化地面太阳望远镜的图像质量。我们获得了半对数图，表明对于不同水平的自适应光学补偿，对于望远镜直径（D）和大气相干直径（$ r_0$）的最实用值，斯特列尔比和均方根颗粒对比度之间的对应关系。我们估计几个工作的太阳能自适应光学系统的效率，通过比较我们的模拟结果与Strehl比和均方根粒度对比这些系统公布。我们的研究结果可以用来与一个合理的50系统效率预测的均方根颗粒对比度的下限预期从地面太阳望远镜。
2023-01-24 astro-ph.IM astro-ph.SR
A 16 Hour Transit of Kepler-167 e Observed by the Ground-based Unistellar Telescope Network
目前已经确认了5,000多颗系外行星，其中近4,000颗是通过凌日法发现的。然而，很少有凌日系外行星的轨道周期超过100天。在这里，我们报告了开普勒-167 e的凌日探测，这是一颗“类似木星”的系外行星，绕K4恒星运行，周期为1,071天，使用Unistellar地面望远镜网络。从2021年11月18日到20日，来自9个不同国家的公民天文学家收集了43个观测数据，涵盖了长达16小时的凌日。使用嵌套采样方法来结合和拟合观测结果，我们检测到中间过境时间为UTC 2021年11月19日17：20：51，1 $σ$不确定性为9.8分钟，使其成为有史以来从地面检测到的过境时间最长的行星。这是开普勒-167 e的第四次凌日探测，但却是第一次从地面进行。这种定时测量精确了轨道，并使星历表保持最新，而不需要太空望远镜。像这样的观测证明了小型望远镜协调网络识别和描述长轨道周期行星的能力。
2022-11-04 astro-ph.EP astro-ph.IM
Modeling coronagraphic extreme wavefront control systems for high contrast imaging in ground and space telescope missions
高对比度成像（HCI）在地面和太空应用中检测系外行星的挑战可以通过极端自适应光学（ExAO）来应对，极端自适应光学是一种高阶自适应光学系统，可执行波前传感（WFS）和高速校正。我们描述了两种ExAO光学系统设计，分别用于地面望远镜和太空任务，并使用Python中的物理光学传播（POPPY）包中的角谱菲涅耳传播模块对其进行了检查。我们提出了一个端到端（E2 E）的MagAO-X仪器，ExAO系统能够提供6 $\times10^{-5}$可见光原始对比度的静态，非共同路径像差没有大气的模拟。我们提出了一个激光guidestar（LGS）伴侣航天器试验台演示，它使用远程信标，以增加可用于WFS和未来的大型空间望远镜的主孔径段的控制信号，提供了一个因素的10个因素的顺序改善放宽天文台的稳定性要求。LGS E2 E仿真提供了一个易于调整的模型，用于探索测试台设计和表征的参数、限制和权衡。
2018-07-12 astro-ph.EP astro-ph.IM
Fast Coherent Differential Imaging on Ground-Based Telescopes using the Self-Coherent Camera
使用极端自适应光学（ExAO）对系外行星进行直接成像和光谱表征是未来超大望远镜和空间天文台的关键科学目标。然而，准静态波前误差将限制这种努力的灵敏度。地面望远镜的其他限制来自于残余的AO校正的大气波前误差，产生毫秒寿命的散斑，在长时间曝光后平均为光晕。这两个问题的解决方案是使用ExAO系统的科学相机作为波前传感器来执行快速测量和校正方法，以在检测到这些像差时使其最小化。我们开发了一个这样的方法的框架的基础上的自相干相机（SCC）应用于地面望远镜，称为快速大气SCC技术（FAST）。我们表明，使用一个专门设计的日冕和相干差分成像算法，每隔几毫秒记录图像允许减去大气和静态散斑，同时保持接近统一的算法系外行星吞吐量。详细的模拟结果表明，在H波段1%的带通下，0 $^\text{th}$和5 $^\text{th}$星等恒星的对比度在30秒后接近光子噪声极限。对于5等的情况，如果我们外推一个小时的观测时间，这在原始对比度上比目前ExAO仪器所实现的要好110倍，这说明这种方法的灵敏度提高可能在未来的探测和表征中发挥重要作用。
2018-07-06 astro-ph.EP astro-ph.IM
Short timescale variables in stellar clusters: From Gaia to ground-based telescopes
变星和星团的联合研究开辟了广阔的视野，使我们能够提高对恒星团形成和恒星演化的理解。在这种前景下，盖亚任务将为银河系中大约10亿颗恒星提供天体测量，光度测量和光谱数据。这将是对星团的一次大普查，它将大大增加已知变星的数量。特别是，奇特的盖亚扫描定律提供了研究短时间尺度变化（从几十秒到十几个小时）的机会，为恒星物理学和恒星聚集体领域带来了宝贵的线索。我们评估盖亚的能力，在短时间尺度的变化检测，使用广泛的光变曲线模拟各种可变的对象类型。我们表明，盖亚可以检测周期性的变化现象，振幅变化大于几个毫米。此外，我们计划对盖亚在星团中检测到的变星进行后续跟踪，以更好地描述它们。因此，我们开发了一个管道来分析地面望远镜的高节奏测光，例如1.2 m欧拉望远镜（智利拉西拉）和1.2 m墨卡托望远镜（加那利群岛拉帕尔马）。
2016-10-13 astro-ph.IM astro-ph.SR
A Bibliometric Analysis of the Scholarly Impact of Early Subaru Telescope-based Publications
本研究利用文献计量方法分析了Subaru望远镜启用前后日本天文学出版物的引用影响力，发现该望远镜虽产出占比不足10%，但显著提升了日本的研究可见度与学术影响力。
2025-08-26 astro-ph.IM cs.DL physics.soc-ph
Observing Exoplanets with High Dispersion Coronagraphy. I. The scientific potential of current and next-generation large ground and space telescopes
由于系外行星与其宿主恒星之间的角距很小，对比度很高，因此对系外行星进行直接成像是一项艰巨的技术挑战。高色散日冕照相术（HDC）是一种对宜居带中的类地行星实现前所未有的灵敏度的途径。在这里，我们提出了一个框架来模拟HDC观测和数据分析。这些模拟的目标是对各种仪器配置、目标类型和科学案例的原始星光抑制和光谱分辨率之间的权衡进行详细分析。我们预测了凯克天文台的HDC仪器在近红外波段表征直接成像的气体巨行星的性能。我们还模拟了HDC观测的类地行星使用下一代地基（TMT）和空间基地望远镜（HabEx和LUVOIR）。我们的结论是，地面ELT更适合HDC的观测类地行星比未来的空间任务，由于收集面积的相当大的差异。对于地面望远镜，HDC观测可以在10 $^{-4}$星光抑制水平下在M矮星周围的宜居带探测到一颗类地行星。与10个$^{-7}$行星/恒星对比度相比，HDC将星光抑制要求放宽了10个$^3$。对于天基望远镜，探测器噪声将是光谱分辨率高于10 $^4$的主要限制。考虑到探测器噪声和斑点色噪声，R=400（1600）是HabEx（LUVOIR）的最佳光谱分辨率。对于HabEx（LUVOIR），探测行星/恒星对比度= $6.1\times10^{-11}$的行星的相应星光抑制要求放宽了10（100）倍。
2017-03-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
Developing Linear Dark-Field Control for Exoplanet Direct Imaging in the Laboratory and on Ground-based Telescopes
在反射光中成像岩石行星，这是未来NASA任务和ELT的一个关键重点，需要先进的波前控制，以在几个衍射光束宽度处保持恒星晕的深度，时间相关的零。我们讨论了线性暗场控制（LDFC）的发展，以实现这一目标。我们描述了首次在实验室环境中测试空间LDFC的努力，使用艾姆斯日冕实验（ACE）试验台。我们的初步结果表明，空间LDFC是一种很有前途的方法焦平面波前控制方法，能够保持一个静态的黑洞，至少在对比度相关的成像成熟的行星与30米级望远镜。
2019-09-25 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Extreme precision photometry from the ground with beam-shaping diffusers for K2, TESS and beyond
凌日系外行星调查卫星（TESS，2018年初发射）预计将在最近和最亮的恒星周围发现大量新的凌日系外行星候选者。从地面进行及时的高精度后续观测对于确认和进一步描述TESS将发现的行星候选者至关重要。然而，从地面实现极端的测光精度是具有挑战性的，因为地基望远镜受到许多有害的大气影响。光束整形漫射器作为一种低成本技术正在兴起，以实现迄今为止无法实现的地面差分测光精度。这些扩散器将恒星的焦平面图像塑造成一个广泛而稳定的礼帽形状，最大限度地减少由于不均匀的像素响应，大气视宁度效应，不完善的指导，以及望远镜引起的散焦可变像差造成的光度误差。在本文中，我们扩展了我们以前的工作（Stefansson et al. 2017; Stefansson et al. 2018 [已提交]），进一步详细讨论了在望远镜上使用漫射器时的关键准则。此外，我们提出了我们的开源Python包iDiffuse，它可以计算望远镜系统中漫射器的预期PSF大小，以及给定星等的主星的预期天空漫射器辅助光度精度。我们使用iDiffuse表明，大多数（$\sim$ 80\%）的行星主机，TESS将发现将闪烁有限的过境观测从地面。虽然iDiffuse的开发主要是为了计划使用Apache Point天文台ARC 3.5米望远镜上的ARCTIC成像仪上的漫射器进行具有挑战性的凌日观测，但iDiffuse是模块化的，可以很容易地扩展到计…
2018-08-07 astro-ph.EP astro-ph.IM
Exoplanet Atmospheres and Giant Ground-Based Telescopes
对太阳系外行星的研究已经迅速扩展到包括寻找新行星、测量大小和质量、行星内部模型、行星人口统计和出现频率、行星轨道和动力学特征以及研究这些世界的复杂大气层。只要有改进的工具和技术，我们对系外行星的了解就会大大提高，现在计划中的最大工具肯定是光学/红外极大望远镜（ELT）。两个主题总结了ELT的大气研究的优势：高角分辨率时，在衍射极限和高光谱分辨率，这些大型望远镜前所未有的收集面积。这篇简短的评论描述了ELT提供的新机会，以研究这些行星大气的组成，结构，动力学和演化，同时特别关注四个性质不同的行星种群的一些最引人注目的大气科学案例：高度辐射的气体巨星，年轻，热的巨行星，老，冷的气体巨星，小行星和地球类似物。
2016-04-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
First-generation Science Cases for Ground-based Terahertz Telescopes
太赫兹（THz）频率的地面观测是未来十年天文学的一个新探索领域。我们讨论了第一代10米级太赫兹望远镜的科学案例，重点是格陵兰望远镜作为这样一个设施的一个例子。我们提出了科学的情况下，并为每种情况下提供定量的估计。地面太赫兹望远镜的最大优势是其较高的角分辨率（10米碟形天线约4角秒），与空间或机载太赫兹望远镜相比。因此，高分辨率绘图是一项重要的科学论证。特别是，我们可以分离出银河系和河外恒星形成区的感兴趣区域。THz窗口适合于观测高激发CO线和[N II] 205 μ m线，它们是恒星形成和恒星反馈的科学相关示踪剂。这些线是太赫兹窗口中最亮的线，因此它们适合于启动地面太赫兹观测。恒星形成区域的太赫兹偏振也可以被探索，因为它追踪了对太赫兹光谱峰有贡献的尘埃群。对于调查型观测，我们专注于“亚太赫兹”河外调查，其独特之处在于检测红移z ~ 1- 2的星系，其中每个共动体积的尘埃排放量是宇宙历史上最大的。最后，我们探索灵活的时间安排，这使我们能够监测活动星系核，并针对伽马射线暴余辉的可能性。对于这些物体，THz和亚毫米波波长范围尚未被探索。
2015-11-03 astro-ph.GA astro-ph.IM
A Global Prospective of the Indian Optical and Near-Infrared Observational Facilities in the Field of Astronomy and Astrophysics: a review
本文综述了由于光机、电子学和计算机科学领域的最新技术发展而引起的全球地面光学和近红外天体物理观测设施的现代化和发展。哈勃太空望远镜（HST）和斑点和自适应地面成像已经获得了优于0.1角秒角分辨率的图像，使天体在过去二十年中至少接近我们10倍。从光收集的角度来看，近年来，基于最新技术建造大尺寸（孔径超过5米）地面光学和近红外望远镜已经变得经济。因此，目前世界上正在使用几台8-10米口径的地基光学和近红外望远镜进行天体观测，三台25-40米口径的正在设计阶段，一台100米口径的望远镜正在计划制造中。在印度，最大尺寸的光学和近红外望远镜是位于奈尼塔尔Devasthal的现代3.6米望远镜。然而，由于其地理位置，现有的配备现代后端仪器的印度中型望远镜具有全球重要性。最近，印度政府批准了印度参与30米望远镜项目。
2016-07-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
Ground Based Support of the Space Mission Parker Performed with Ukrainian Low Frequency Radio Telescopes
本文展示了利用乌克兰UTR-2和URAN-2大型十米波射电望远镜对帕克太阳探测器进行地基支持的有效性，通过空间-地基联合观测实现0.5-32 MHz频带射电暴的动力学谱获取，并完成了FIELDS模块HFR接收机在10-18 MHz频带的交叉校准。
2023-07-06 astro-ph.IM astro-ph.SR physics.space-ph
Prototype sub-wavelength structure anti-reflection coating on alumina filters for ground-based CMB telescopes
本研究面向地基CMB望远镜，在氧化铝红外吸收滤光片上用激光烧蚀制备金字塔形亚波长抗反射结构，实现宽频带低反射与低仪器偏振。
2025-05-16 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Critical, Strategic Importance of Adaptive Optics-Assisted Ground-Based Telescopes for the Success of Future NASA Exoplanet Direct Imaging Missions
地面望远镜加上自适应光学在过去二十年中一直在系外行星直接成像科学和技术发展中发挥主导作用，并将在今后十年及以后继续发挥不可或缺的作用。在接下来的十年里，8- 10米望远镜上的极端AO系统将1）通过识别任务可以光谱表征的众多行星来减轻WFIRST-CGI的风险，2）验证性能要求并激励对大气模型的改进，这些模型需要明确地表征空间的太阳系类似物，以及3）成熟的对空间有用的新技术创新。超大型望远镜可以提供第一个热红外（10 $μm$）图像的岩石行星周围的太阳一样的恒星，并确定生物标志物。这些数据为NASA未来的直接成像旗舰任务（即HabEx，LUVOIR）提供了许多系外地球候选者和关键的辅助信息，以帮助澄清这些行星是否适合居住。
2019-03-11 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Ground-Based Mid-IR Direct Imaging: The Origin of the Thermal Background on the Keck II Telescope and Correcting Instrumental Systematics
本文利用Keck II/NIRC2的M波段成像评估并改进热背景扣除，确定系统分量源于K镜和次镜支架，并给出原行星AB Aur b的对比度上限。
2025-09-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
