A real-time simulation facility for astronomical adaptive optics
本文介绍了天文自适应光学实时半实物仿真的概念，并提出了对这种设备的要求。这种实时模拟与自适应光学实时控制系统相联系时，为在望远镜调试之前确认、验证和集成极大望远镜实时控制系统提供了一个必要的工具。我们证明，这样的设施是至关重要的未来极大的望远镜的成功。
2014-01-20 astro-ph.IM
The Haystack Telescope as an Astronomical Instrument
Haystack望远镜是一个直径为37米的天线，具有$\le{}100~μ\rm{}m$的高程依赖表面精度，能够进行毫米波观测。雷达罩封闭的仪器作为雷达传感器用于空间态势感知，大约有三分之一的时间可用于麻省理工学院Haystack天文台的研究。目前正在对K波段（18-26 GHz）和W波段（目前为85-93 GHz）接收器进行测试，准备将该望远镜纳入事件视界望远镜阵列，并用作单碟研究望远镜。鉴于其地理位置，将干草堆望远镜添加到当前和未来版本的EHT阵列中将大大提高图像质量。
2023-01-06 astro-ph.IM
Building a VO-compliant Radio Astronomical DAta Model for Single-dish radio telescopes (RADAMS)
虚拟天文台（VO）正在成为天文数据发布的事实标准。然而，射电天文学档案的数量总体上仍然很低，通过VO提供的射电天文学数据的数量甚至更低。为了促进新的射电天文档案的建设，同时缓解他们与VO框架的互操作性，我们已经开发了一个VO兼容的数据模型，提供了互操作的数据语义的无线电数据。我们称之为单碟射电天文数据模型（RADAMS）的模型是使用国际虚拟天文台联盟（IVOA）的标准（和建议）建立的。本文描述了RADAMS及其组件，包括归档实体及其与VO元数据的关系。我们表明，通过使用IVOA的原则和概念，所需的努力，为发展的档案和他们的VO兼容性已降低，和两个射电天文档案的联合发展已经成为可能。我们计划调整RADAMS，以便在未来能够处理干涉测量数据。
2012-05-11 astro-ph.IM
Neutrino Telescope Array (NTA) - Towards Survey of Astronomical $ν_τ$ Sources
掠地$ν_τ$方法允许同时进行巨大的目标质量和检测体积。部分受IceCube PeV天体中微子事件的推动，计划中的NTA天文台有三个站点观测夏威夷岛上的莫纳罗亚山、莫纳克亚山和华拉莱山周围的气团，加上一个位于中心的站点观测较低的夜空。对PeV-EeV中微子进行切伦科夫荧光立体观测，可以获得与$> 100$ km $^3$水相当的灵敏度和$< 0.2^\circ$的指向精度。根据Ashra-1的经验进行设计，并以明确发现和识别天文学$ν_τ$源为目标，正在形成一种新的国际合作。
2014-08-28 astro-ph.IM
Scintillation correction for astronomical photometry on large and extremely large telescopes with tomographic atmospheric reconstruction
我们描述了一个新的概念，以纠正闪烁噪声的高精度测光在大型和超大望远镜使用遥测数据从自适应光学（AO）系统。大多数为当前超大型望远镜和下一代超大型望远镜设计的宽视场AO系统需要几颗导航星来探测望远镜上方体积中的湍流大气。这些数据可用于层析重建的大气湍流的轮廓和波前的相位像差，以协助宽视场AO校正。如果波前像差和高度的大气湍流层是已知的，从这个层析模型，然后闪烁的效果可以计算数值和用于归一化的光度光变曲线。我们通过详细的蒙特卡罗模拟表明，对于一个8米的望远镜与16 × 16 AO系统，我们可以减少闪烁噪声的数量级。
2014-11-24 astro-ph.IM
First observations with the 25 cm telescope of the Shumen Astronomical Observatory
Shumen天文台25厘米望远镜的第一次观测得出了以下结论：（a）利用这种装置，可以在夜间观测振幅大于0.1等的变星，观测质量可接受，观测范围可低至14等;（b）该仪器适合观测大小不超过30弧分的明亮扩展天体（c）望远镜的导向非常好，使设备适合长时间巡逻;（d）25厘米望远镜的观测已经完全遥控;（e）确定的转换系数允许从仪器光度系统BVRcIc转换到标准光度系统BVRcIc，并实现差示光度测量。
2018-12-16 astro-ph.IM astro-ph.SR
The Astronomical Telescope of the University of Stuttgart (ATUS): Development, Optimization, and Lessons Learned
Institute of Space Systems, Universität Stuttgart（斯图加特大学空间系统研究所）；The German SOFIA Institute (Deutsches SOFIA Institut, DSI)（德国SOFIA研究所）；SOFIA Science Center, NASA Ames Research Center（NASA艾姆斯研究中心SOFIA科学中心）
本文介绍了斯图加特大学天文望远镜ATUS的发展与优化，旨在实现衍射极限成像和高精度指向跟踪，适用于高灵敏度天体测量和空间态势感知。
2026-02-18 astro-ph.IM
(Very) Fast astronomical photometry for meter-class telescopes
我们在帕多瓦天文台和帕多瓦大学的INAF团队从事光学波段非常高时间精度的仪器的设计，建造和操作，用于高时间分辨率天体物理学和量子天文学。制造了两台仪器，以亚纳秒时间精度进行光子计数，Aqueye+和Iqueye。Aqueye+经常安装在Asiago的1.8米哥白尼望远镜上，而Iqueye则安装在世界各地的几个4米级望远镜上，现在通过Iqueye光纤接口连接在Asiago的1.2米伽利略望远镜上。它们被用于进行协调的高时间分辨率光学观测，并首次在几公里的基线上进行光强干涉测量实验。我将报告在该项目框架内取得的最新技术发展和科学成果。
2019-08-09 astro-ph.IM
Simulation of Astronomical Images from Optical Survey Telescopes using a Comprehensive Photon Monte Carlo Approach
我们提出了一个全面的方法，从光学测量望远镜的天文图像的模拟。我们使用光子蒙特卡罗方法通过从天文源种群模型中采样光子来构建图像，然后通过系统模拟这些光子，因为它们与大气，望远镜和相机相互作用。我们证明，所有的物理效应，确定的形状，位置和亮度的单个恒星和星系的可见光，可以准确地表示在这种形式主义。通过使用大规模网格计算，现代处理器，和一个高效的实现，可以产生40万光子/秒，我们证明，即使是非常大的光学调查，现在可以模拟。我们证明，我们能够：1）构建公里级相位屏幕所需的宽视场望远镜，2）重现大气点扩散函数的时刻，使用一种快速的新的混合几何/傅立叶技术的非衍射限制望远镜，3）准确地重现复杂的非球面光学设计的预期点图，和4）恢复系统的有效面积预测从分析光度积分。这个新的代码，光子模拟器（PhoSim），是公开的。我们已经实现了大型综合巡天望远镜（LSST）的设计，它可以扩展到其他望远镜。我们预计，由于PhoSim中实现了全面的物理学，它将被社区用于规划未来的观测，解释详细的现有观测，并量化与各种天文测量相关的系统学。通过与真实数据的比较，未来的开发和验证将继续提高代码的保真度和可用性。
2015-04-24 astro-ph.IM
Astronomical Test with CMOS on the 60-cm Telescope at the Xinglong Observatory, NAOC
本研究评估了由CMOS探测器、60厘米望远镜和滤光片组成的观测系统，通过多种天体观测验证了其测光精度达0.02星等、较差测光精度达0.004星等，消光系数与历史数据一致，证明该系统具备光学波段精密科学观测能力。
2024-03-19 astro-ph.IM
AAS WorldWide Telescope: Seamless, Cross-Platform Data Visualization Engine for Astronomy Research, Education, and Democratizing Data
美国天文学会的万维网望远镜（WWT）项目使研究人员能够查看和共享数TB的天文图像，数据和故事，在科学博物馆展出，投影到全穹顶沉浸式天文馆和虚拟现实耳机中，并在中学到大学的课堂上授课。我们回顾了WWT生态系统，如何WWT已被用于天文界，并评论未来的发展方向。
2018-01-27 astro-ph.IM
Learning to Denoise Astronomical Images with U-nets
天文图像对于探索和理解宇宙至关重要。能够进行深度观测的光学望远镜，如哈勃太空望远镜，在天文学界的订阅量严重过剩。图像还经常包含加性噪声，这使得在进一步数据分析之前，在对数据进行后处理时必须进行去噪。为了最大限度地提高天文成像后处理的效率和信息增益，我们转向机器学习。我们提出了Astro U-net，一种用于图像去噪和增强的卷积神经网络。为了验证概念，我们使用哈勃空间望远镜从WFC3仪器UVIS拍摄的图像，使用F555W和F606W滤波器。我们的网络能够产生具有噪声特性的图像，就好像它们是用两倍的曝光时间获得的一样，并且具有最小的偏差或信息损失。从这些图像中，我们能够恢复95.9%的恒星，平均通量误差为2.26%。此外，这些图像的信噪比平均比输入噪声图像高1.63倍，相当于至少3幅输入图像的叠加，这意味着未来天文成像活动所需的望远镜时间大大减少。
2020-11-13 astro-ph.IM
Improving angular resolution of telescopes through probabilistic single-photon amplification?
概率放大的天文成像的使用进行了讨论。概率单光子放大已经在量子光学实验室中得到了理论证明和实践验证。在天文学中，它应该允许以牺牲吞吐量为代价将角分辨率增加到衍射极限之外：不是每个放大事件都是成功的-不成功的事件包含很大一部分噪声并且需要被丢弃。本文指出了在角分辨率增益和吞吐量损失之间进行权衡的基本限制。概率放大的天文成像的实际实施仍然是一个悬而未决的问题。
2018-06-22 astro-ph.IM physics.optics
An empirical comparison of primary baffle and vanes for optical astronomical telescope
在光学天文望远镜中，主反射镜是一种以主镜孔为中心的管状结构，叶片通常位于主反射镜内，以提高对杂散光的抑制。它们是最常见的杂散光控制方法。为了表征主挡板和主叶片的性能，利用兴隆50厘米望远镜进行了天文观测的经验比较。考虑到切换的方便性，设计了独立叶片结构，改善了主镜的冷却和空气循环过程。两种情况的比较：（1）主挡板加翼片和（2）单独的翼片，包括在圆顶和天空的观测。文中给出了单个恒星和各种离轴角杂散光源的观测结果。用CCD记录测光图像，分析了系统的大小和测光误差。图像背景的杂散光均匀性是通过利用MATLAB软件对图像进行去星处理后得到的。实验结果表明，一次流折流板和独立导叶结构是有效的。同时，天空光度数据表明它们之间的差异很小。当星月夹角大于20度时，杂散光均匀性没有差别。
2021-12-17 astro-ph.IM
Astronomical Observing Conditions at Xinglong Observatory from 2007 to 2014
中国科学院国家天文台（NAOC）兴隆天文台是中国主要的光学天文台之一，拥有9台光学望远镜，包括大天区多目标光纤光谱望远镜（LAMOST）和2.16米反射镜。这些望远镜的科学研究主要集中在恒星、星系和系外行星上，使用测光和光谱观测。因此，向天文学家详细提供该地点的观测条件，以便有效地利用这些设施是很重要的。根据兴隆天文台2007 - 2014年的气象、视宁度和天空亮度监测资料，分析了兴隆天文台观测条件的特点。结果表明，兴隆天文台仍然是一个良好的天文观测网站。通过对兴隆天文台观测条件的分析，可为观测者在目标选择、观测策略、望远镜操作等方面提供参考。
2016-01-29 astro-ph.IM
Astronomical Image Quality Prediction based on Environmental and Telescope Operating Conditions
智能调度在地面天文观测站进行的科学曝光序列是非常具有挑战性的。观测时间已超额预定，大气条件不断变化。我们建议使用机器学习来指导天文台的调度。利用加拿大-法国-夏威夷望远镜记录的15年曝光，环境和操作条件档案，我们构建了一个概率数据驱动模型，可以准确预测图像质量。我们证明，通过优化12个通风口的打开和关闭放置在圆顶的望远镜，我们可以减少圆顶引起的湍流和提高望远镜的图像质量（0.05-0.2弧秒）。这意味着$\sim 10-15\%$的暴露时间（因此成本）减少。我们的研究是对当前和下一代望远镜数百万美元操作进行基于数据的优化的第一步。
2020-11-05 astro-ph.GA astro-ph.IM
Optical Astronomical Facilities at Nainital, India
Aryabhatta观测科学研究所（简称ARIES）自1972年以来在奈尼塔尔的马诺拉峰运营着一台1米口径的光学望远镜。考虑到在印度地理经度建立具有分光能力的中等尺寸光学望远镜的需要和潜力，ARIES计划在一个称为Devasthal的新地点建立一个3.6米的新技术光学望远镜。该望远镜将配备在可见光和近红外波段提供高分辨率光谱和视限成像能力的仪器。还正在建立其他一些具有非常具体目标的观测设施。2010年在Devasthal安装了一台1.3米孔径光学望远镜，用于监测光变源，2011年在Manora Peak安装了一台0.5米宽视场（25平方度）的Baker-Nunn Schmidt望远镜，用于制作光学波段的北方天空数字地图。计划在Devasthal安装一台4米长的液体反射镜望远镜，用于瞬变源深空观测。这些配有专门后端仪器的光学设施预计将在今后几年内投入使用，可用于对各种各样的天文学课题进行光学研究，包括对由巨磁共振望远镜在无线电区域确定的辐射源和由ASTROSAT确定的紫外线/X射线辐射源进行后续研究。
2013-03-31 astro-ph.IM
The Xinglong 2.16-m Telescope: Current Instruments and Scientific Projects
兴隆2.16米反射镜是我国第一台2米级天文望远镜。它由南京天文仪器厂（NAIF）、北京天文台（现中国科学院国家天文台，NAOC）和中国科学院自动化研究所于1989年共同设计和建造。它是Ritchey-Chrétien（R-C）反射器，安装在英国赤道架上，有效孔径为2.16米。在郭守敬望远镜（也称为大天区多目标光纤光谱望远镜，LAMOST）和丽江2.4米望远镜建成之前，它曾是中国最大的光学望远镜达$\sim18$年。目前，卡塞格伦焦点上的主要仪器有三种：北京暗天体光谱仪和照相机（BFOSC），用于直接成像和低分辨率（$R\sim500-2000$）光谱仪; (OMR)用于低分辨率光谱仪（光谱分辨率与BFOSC的光谱分辨率相似）和光纤馈电高分辨率光谱仪（HRS，$R\sim30000-65000$）。该望远镜向中国各地的天文学家以及国际天文观测者广泛开放。每年有40多个正在进行的观测项目，其中包括6-8个重点项目。最近，一些新的技术和仪器（例如，天文频率梳校准系统、偏振计和自适应光学）已经或将要在望远镜上进行测试，以扩大其观测能力。
2016-05-30 astro-ph.IM
Discovering the Unexpected in Astronomical Survey Data
天文学中的大多数重大发现都是计划外的，是以一种新的方式测量宇宙的结果，而不是通过测试假设或进行有计划结果的调查。例如，在哈勃太空望远镜的十大发现中，只有一个被列入其关键科学目标。因此，仅仅实现其既定科学目标的望远镜并没有实现其潜在的科学生产力。目前正在设计和建造几台下一代天文观测望远镜，这将大大扩大观测参数空间的容量，原则上应能发现意想不到的新现象和新类型的天体。然而，望远镜的复杂性和大量的数据意味着这些发现不太可能是偶然发现的。因此，有必要在望远镜的设计和建造中为这些意想不到的发现做出明确的计划。发现有两种类型：意想不到的物体和意想不到的现象。本文认为，下一代天文调查需要一个明确的过程来检测意外事件，并提出了该过程的实现。这种实现解决了这两种类型的发现，并在很大程度上依赖于机器学习技术，以及基于理论的模拟，这些模拟封装了我们目前对宇宙的理解，以与数据进行比较。
2016-11-17 astro-ph.IM
Astronomical Image Processing Benchmark Study for Various Telescope Aperture Shapes
本研究通过模拟六种望远镜孔径的PSF并应用Richardson-Lucy反卷积，评估了孔径形状对天文图像模拟和反卷积精度的影响，强调了针对不同孔径优化处理流程的必要性。
2024-02-07 astro-ph.IM
A Hybrid Genetic-Fuzzy Controller for a 14-inches Astronomical Telescope Tracking
望远镜的性能在很大程度上取决于它的工作条件。在瞄准期间，望远镜可以以相对高的速度移动，并且系统可以容忍比跟踪期间更高的轨迹位置误差。相反，在跟踪过程中，Alt-Az望远镜通常移动得较慢，但仍然处于较大的动态范围内。在这种情况下，位置误差必须尽可能接近零。跟踪是影响天文观测质量的重要因素之一。本文介绍了一种遗传-模糊混合控制方法对双连杆直接驱动Celestron望远镜的运动进行控制。建议的控制器使用遗传算法（GA）优化模糊逻辑控制器（FLC），以提高跟踪的14英寸Celestron望远镜的Kottamia天文台（KAO）。模糊逻辑输入是位置误差及其变化率的矢量，输出是转矩。这里使用的GA目标函数是积分时间绝对误差（ITAE）。所提出的方法相比，与传统的比例微分（PD）控制器，优化PD控制器与GA，和模糊控制器。结果表明，所提出的控制器，以改善整个系统的动态响应的有效性。
2021-06-22 astro-ph.IM cs.SY eess.SY
Raman-scattered laser guide star photons to monitor the scatter of astronomical telescope mirrors
2017年6月，在甚大望远镜（VLT）上方的空气分子对激光引导星光子进行了拉曼散射的首次观测。最初的探测来自多单元光谱探测器（MUSE）光学积分场摄谱仪，在VLT的单元望远镜4（UT 4）上安装了4激光导星设施（4LGSF）之后。在这封信中，我们通过监测拉曼光子在27个月内对MUSE观测的光谱污染，进一步深入研究了4LGSF激光引导星系统，UT 4望远镜和MUSE之间的共生关系。该数据集揭示了沉积在UT 4的第一和第三反射镜上的尘埃颗粒-在6000 nm处造成约8%的反射率损失-对MUSE检测到的激光线通量的贡献为（60$ \pm 5）%。拉曼谱线的通量污染了用光学光谱仪获得的科学观测结果，因此提供了一种新的非侵入性手段来监测配备激光导星系统的天文望远镜镜子的散射特性的演变。
2018-10-02 astro-ph.IM
On the Impact of Satellite Constellations on Astronomical Observations with ESO telescopes in the Visible and Infrared Domains
卫星星座对可见光和红外区域观测的影响是估计的，考虑到SpaceX、亚马逊、OneWeb等公司正在开发的18个星座，超过26，000颗卫星，构成了一个代表性的分布。本研究使用了一系列简化和假设，以获得保守的，数量级估计的影响。在地平线以上的星座被照亮的卫星数量从日落后的约1600颗，减少到天文黄昏结束时的1100颗，其中大部分（约85%）接近地平线（<30度）。这些卫星中的绝大多数都太暗了，肉眼无法看到：在天文黄昏时，比5等还要亮110等。它们中的大多数（约95%）将接近地平线。当太阳到达地平线以下30-40度时，裸眼卫星的数量急剧下降，这取决于纬度和季节。卫星造成的光迹会破坏一小部分（低于1%的水平）的曝光使用窄到正常的领域成像或光谱技术在可见光和近红外在第一个和最后一个小时的夜晚。同样，卫星的热辐射对热红外观测的影响微乎其微。然而，在夜间的第一个和最后一个小时，宽场曝光以及长时间的中场曝光将受到3%水平的影响。此外，超大望远镜（例如NSF的鲁宾天文台，LSST）的超宽成像曝光将受到显着影响，其中30%至40%的此类曝光在夜晚的第一个小时和最后几个小时内受到影响。因此，天文学界、卫星公司和政府机构之间的协调对于尽量减少和减轻对天文观测的影响至关重要，特别是对巡天望远镜的影响。
2020-03-04 astro-ph.IM
Optical Design of the Orbiting Astronomical Satellite for Investigating Stellar Systems (OASIS)
50.研究恒星系统轨道天文卫星是一个拟议的空间望远镜，带有一个14米可充气主反射器，将利用外差接收器在太赫兹频率上进行高光谱分辨率观测。该望远镜由一个可充气的金属化聚合物膜组成，用作主天线，其次是像差校正光学器件，以及一个扫描仪，可以实现0.1度的视野，同时在63至660 μm的波长范围内实现衍射极限性能。本文通过建立一阶几何光子收集面积和校正光学系统尺寸等优值之间的解析关系，系统地研究了OASIS充气望远镜设计的参数解空间。通过将数值计算的反射镜形状与预先形成的膜三角形结合，通过射线跟踪代码进一步优化一阶解。设计研究表明，利用14 m充气孔径可以实现有效光子收集面积大于90 m2的天基望远镜。
2022-03-10 astro-ph.IM
Digitization of Astronomical Photographic Plate of China and Astrometric Measurement of Single-exposure Plates
本研究将中国约3万张历史天文照相底片数字化，并利用Gaia DR2星表对15696张单次曝光底片进行天体测量处理，获得0.1"至1.0"的精度，数据已由国家天文数据中心发布。
2024-03-14 astro-ph.GA astro-ph.IM
DeepSurveySim: Simulation Software and Benchmark Challenges for Astronomical Observation Scheduling
针对天文观测调度缺乏统一测试基准与易用工具的问题，本研究推出高保真灵活的仿真工具DeepSurveySim，可跟踪估算天空条件，提供三类基准问题，用于评估调度算法尤其是机器学习调度算法的效能。
2023-12-14 astro-ph.IM
The Astronomical Hub: A Unified Ecosystem for Modern Astronomical Research
本文提出天文枢纽（AstroHub）概念框架，通过整合光学仪器、虚拟天文台工具、FAIR数据原则和望远镜网络，构建统一平台，以支持近地天体监测与深空研究，并以阿西-图尔根天文台为例说明发展方向。
2026-10-01 astro-ph.IM
Development of a Digital Astronomical Intensity Interferometer: laboratory tests with thermal light
我们提出了测量的二阶空间相干函数的热光源使用Hanbury-Brown和Twiss干涉与数字相关。我们证明了正交偏振之间的强度波动，或在检测器的分离大于源的空间相干长度，是不相关的，但可以用来减少系统噪声。这里进行的工作可以很容易地应用到现有的和未来的成像空气切伦科夫望远镜作为恒星强度干涉测量（SII）的星光收集器，以测量天文物体的空间特性。
2017-08-18 astro-ph.IM physics.optics
Ultra-Low Noise L-Band Cryogenic Astronomical Receiver for FAST Telescope
介绍了一种用于FAST望远镜的L波段超低噪声射电天文低温接收机。通过耦合LNA和锥形四脊OMT等关键低噪声微波器件的研制和合理的系统集成，实现了1.2 ~ 1.8GHz频段的高性能接收机。设计了一种低噪声、大回波损耗、高动态范围的低温耦合低噪声放大器，并将放大电路和耦合电路集成为一个耦合低噪声放大器，在物理温度为15 K时，其噪声温度为4 K。回波损耗大于18 dB，输出1dB压缩功率为+5dBm。制作了一个可分别为OMT和耦合LNA提供55 K和15 K低温环境的低温杜瓦。接收机的系统噪声温度低于9 K（以馈源口径面为基准）.通过优化设计和精密机械处理，获得了良好的OMT散射性能和均匀的喇叭辐射方向图，天线效率达到75%以上。
2021-03-19 astro-ph.IM
Intelligence of Astronomical Optical Telescope: Present Status and Future Perspectives
Nanjing Institute of Astronomical Optics & Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院南京天文光学技术研究所）；CAS Key Laboratory of Astronomical Optics & Technology（中国科学院天文光学技术重点实验室）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
本文综述天文光学望远镜智能化的发展现状，统计分析各研究方向并评估优劣，结合人工智能技术优势与望远镜发展趋势，指出未来研究热点。
2024-01-16 astro-ph.IM cs.AI
Point spread function modelling for astronomical telescopes: a review focused on weak gravitational lensing studies
CEA（法国原子能和替代能源委员会）；CNRS（法国国家科学研究中心）；AIM（天体物理与宇宙学研究所）；University College London (UCL)（伦敦大学学院）；Mullard Space Science Laboratory（穆拉德空间科学实验室）；Institute of Astrophysics（天体物理研究所）
本文综述了天文望远镜点扩散函数建模的光学背景、物理来源、参数化与非参数化方法及验证指标，重点服务于Euclid和LSST等弱引力透镜巡天需求。
2023-09-22 astro-ph.CO astro-ph.IM cs.CV
Detection and Classification of Astronomical Targets with Deep Neural Networks in Wide Field Small Aperture Telescopes
Taiyuan University of Technology（太原理工大学）
宽视场小口径望远镜广泛用于光学瞬态观测。天文目标的检测与分类是天文观测图像中最重要、最基本的步骤。本文提出了一种基于深度神经网络的天文目标检测和分类框架。我们的框架采用了Faster R-CNN的概念，并使用修改后的Resnet-50作为骨干网络和特征金字塔网络来从不同天文目标的图像中提取特征。为了提高我们的框架的泛化能力，我们使用模拟和真实的观察图像来训练神经网络。训练后的神经网络能够对天文目标进行自动检测和分类。我们测试我们的框架与模拟数据的性能，发现我们的框架具有几乎相同的检测能力的传统方法的明亮和孤立的源和我们的框架有2倍更好的检测能力，为昏暗的目标，虽然所有的天体检测传统方法可以正确地分类。我们还使用我们的框架来处理真实的观测数据，发现当我们的框架的阈值为0. 6时，我们的框架可以比传统方法提高25%的检测能力。瞬态目标的快速发现是非常重要的，我们进一步建议将我们的框架安装在嵌入式设备，如Nvidia Jetson Xavier，以实现实时天文目标检测和分类能力。
2020-03-14 astro-ph.IM cs.CV
Astronomical observation tasks short-term scheduling using PDDS algorithm
本文提出了地基光学天文观测效率的概念。我们认为，可以提高望远镜的效率，通过适当分配观测任务，相对于当前的环境状态和概率，以获得所需的属性在当前条件下的数据。在线观测调度被认为是提高效率的重要组成部分。将短期在线调度问题转化为离散优化问题，用多个抽象层次进行描述。使用并行深度有界差异搜索（PDDS）算法解决优化问题[13]。算法性能的一些方面进行了讨论。所提出的算法是一个核心的开放源代码的chelyabinsk C++库，这应该是用于2.5米望远镜的斯滕伯格天文研究所罗蒙诺索夫莫斯科国立大学。
2018-06-25 astro-ph.IM
Satellite Impact on Astronomical Observations Based on Elliptical Orbit Model
本文提出基于TLE轨道数据的椭圆轨道卫星概率分布模型，量化卫星对全球天文台观测的影响，发现赤道附近及50度和80度纬度区域受低轨卫星干扰最严重，并用LAMOST成像数据验证了方法可靠性。
2023-12-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
Hybrid propagation physics for the design and modeling of astronomical observatories: a coronagraphic example
本文提出高斯光束分解（GBD）的传输矩阵形式化算法，将光线像差直接耦合进星冕仪物理光学模型，实现天文观测台一体化建模，模拟对比度达10^-11量级，验证了GBD在高对比度成像中的可行性。
2023-10-30 astro-ph.IM
How to access astronomical observation facilities ?
STAR Institute, University of Liège（列日大学 STAR 研究所）
本文介绍地基和空间天文台望远镜时间申请的一般框架，重点讨论提案准备的关键指南，帮助研究者避免常见错误，提高申请成功率。
2026-06-26 astro-ph.IM
High-Impact Astronomical Observatories
本文根据2006年发表论文的引文分析，得出了在天文学领域影响最大的天文台的排名。我们还介绍了我们用来获得这个排名的方法的描述。目前的排名是由斯隆数字天空调查领先，其次是斯威夫特和哈勃太空望远镜。
2009-01-28 astro-ph.IM
The Weizmann Fast Astronomical Survey Telescope (W-FAST): System Overview
一个相对未探索的相空间的瞬变和恒星的变化是第二和亚秒的时间尺度。我们描述了一个新的光学天文台在以色列的内盖夫沙漠中运行，具有55厘米的光圈，视场为2.6x2.6度（~ 7度^2），配备了高帧率，低读取噪声，CMOS相机。该系统可以以高达90 Hz（全帧）的帧率进行观测，而名义上的观测是在10- 25 Hz进行的。在25 Hz的帧速率下以超过6 Gbits/s的速率产生的数据被实时分析。该天文台是完全自动化的，每天晚上能够自动收集每个领域数千颗恒星的数据。我们提出的系统概述，性能指标，科学目标，和一些第一个结果，例如，Nir等人（2020年）报告的对地球同步卫星的高闪烁率的检测。
2021-05-07 astro-ph.IM
Metasurface-Enabled Astronomical Polarimetry
本文提出首个由超表面偏振分析光栅驱动的太阳成像超表面偏振仪SIMPol，在460.7 nm附近实现快照成像偏振测量，并成功观测到Fe I和Sr I谱线的塞曼偏振特征，验证了超表面光学在天文仪器中的实际应用价值。
2025-06-06 astro-ph.IM physics.optics
StarWhisper Telescope: An AI framework for automating end-to-end astronomical observations
University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Key Laboratory of Optical Astronomy National Astronomical Observatories Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台光学天文重点实验室）；School of Computing Science Simon Fraser University（西蒙弗雷泽大学计算机科学学院）；College of Science Tibet University（西藏大学理学院）；Institute for Frontiers in Astronomy and Astrophysics Beijing Normal University（北京师范大学前沿天文与天体物理研究院）；Liii Network Co（Liii网络公司）
StarWhisper望远镜是一种结合大语言模型与模块化工作流的AI框架，用于自动化天文观测，提升观测效率并促进业余与专业天文学家的协作。
2025-10-19 astro-ph.IM cs.AI cs.CL
Cyclic Imaging for All-Sky Interference Forecasting with Array Radio Telescopes
射频干扰（RFI）正在威胁着现代射电天文学。减轻其对天文数据影响的经典方法包括通过称为标记和消隐的过程丢弃损坏的时间和频率数据样本。我们建议利用RFI信号的循环平稳特性来可靠地检测和预测它们在阵列射电望远镜视场内的位置，并动态地安排天文观测，以最大限度地减少RFI数据损坏的概率。
2020-07-26 astro-ph.IM eess.SP
On-axis afocal telescopes as framework for Cubesat based astronomical imagers and slit-less spectrographs
针对Cubesat受限包络和指向稳定性难题，提出同轴无焦望远镜设计作为天文成像仪和无狭缝光谱仪框架，通过减少光学组件、在准直光束段引入精细转向机制提升灵敏度，并降低多仪器开发成本与复杂性。
2025-07-11 astro-ph.IM
Validation of observations obtained with a liquid mirror telescope by comparison with Sloan Digital Sky Survey observations
利用美国航天局轨道碎片观测站（NODO）3米直径液体镜望远镜（LMT）获得的极低分辨率光谱搜索特殊天体的结果与斯隆数字巡天（SDSS）获得的光谱结果进行了比较。这种比较的主要目的是验证使用这种新型望远镜进行的观测是否可靠。这种比较是重要的，因为LMT是一种新型的廉价望远镜，对于天文调查非常有用，特别是在时域的调查，并且通过与经典望远镜的数据进行比较，验证LMT获得的数据将验证其可靠性。我们从一份已发表的数据分析开始，该分析将NODO液体镜望远镜观测到的18,000个天体中只有206个归类为特殊天体。在这206个天体中，共有29个在SDSS中发现。NODO数据的可靠性可以从详细分析的结果中看出，实际上，18，000个光谱中只有不到0.3%被错误地识别为特殊天体，最有可能的原因是它们是变星。我们的结论是，液体镜望远镜给出了可靠的观测结果，与使用玻璃镜的望远镜所获得的观测结果相当。
2015-04-16 astro-ph.IM
Smart obervation method with wide field small aperture telescopes for real time transient detection
Taiyuan University of Technology（太原理工大学）；Durham University（杜伦大学）
宽视场小口径望远镜（WFSAT）通常用于快速巡天。由多个WFSAT组成的望远镜阵列能够每晚扫描天空多次。他们将获得大量的数据，这些数据需要立即处理。在本文中，我们提出了ARGUS（天文taRGets检测框架统一望远镜）的实时过境检测。ARGUS使用基于深度学习的天文探测算法，在每个WFSAT的嵌入式设备中实现，以探测天文目标。探测到的天体目标的位置和概率将被发送到训练的集成学习算法，以输出天体源的信息。ARGUS将这些源与星表匹配后，直接输出瞬变候选源的类型和位置。我们使用模拟数据来测试ARGUS的性能，发现ARGUS可以鲁棒地提高WFSAT在瞬态检测任务中的性能。
2020-11-20 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Radiation-Induced Backgrounds in Astronomical Instruments: Considerations for Geo-synchronous Orbit and Implications for the Design of the WFIRST Wide-Field Instrument
地球同步轨道对太阳或天体物理观测站很有吸引力，因为它们允许以高速率连续下行数据。然而，这些轨道的辐射环境提出了独特的挑战。本文介绍了地球同步轨道辐射环境的特点及其在光子探测器中产生背景的机理。介绍了屏蔽考虑因素，并提出了拟议的宽视场红外巡天望远镜天文台的初步屏蔽设计，作为今后考虑地球同步轨道的空间望远镜概念研究的参考。
2015-11-15 astro-ph.IM
Astronomical Image Simulation for Telescope and Survey Development
我们提出了“simage”软件套件的模拟人工河外星系图像，经验的基础上围绕哈勃超深场（UDF）的真实观测。模拟再现星系与现实和复杂的形态，通过建模的UDF星系作为shapplane。图像可以在B，V，i和z波段为空间和地面望远镜和仪器创建。可以针对任何所需的视场尺寸、曝光时间、点扩散函数（PSF）、望远镜反射镜尺寸、像元分辨率、视场星密度和各种检测器噪声源来产生模拟图像。它有能力创建图像，既有预定数量的星系，也有校准到预先存在的数据集（如HST COSMOS调查）的数量计数的星系。此外，还包括简单的选项，以向模拟图像添加已知的弱引力透镜（剪切和弯曲）。该软件以交互式数据语言（IDL）提供，可免费下载用于科学，发展和教学目的。
2010-09-08 astro-ph.CO astro-ph.IM
Astrophotonics: photonic integrated circuits for astronomical instrumentation
光子集成电路（PIC）以其在电信领域的重要作用而闻名，例如数据中心中的高速通信设备。然而，PIC也为生命科学，医学，传感，汽车等领域的创新带来了希望。在过去的二十年里，人们已经看到了利用PIC提高天文望远镜仪器性能的努力，也许最引人注目的例子是ESO超大望远镜干涉仪重力的集成光学光束组合器。这台仪器使人们能够以前所未有的角分辨率观测银河系中心的超大质量黑洞，最终获得2020年诺贝尔物理学奖。全球有几个团体积极参与新兴的天体光子学研究领域，其中包括德国波茨坦的innoFSPEC中心。我们目前的结果，为一些应用开发的innofspec，特别是PIC集成光子光谱仪的基础上，阵列波导光栅和PAWS演示（波茨坦阵列波导摄谱仪）、用于精确波长校准的天文频率梳中的PIC环形谐振器、用于大型天文干涉仪的离散光束组合器（DBC）、以及用于复杂天文滤波器的非周期光纤布拉格光栅及其在PIC中的可能衍生物。
2023-02-13 astro-ph.IM physics.app-ph physics.optics
Toward a Distributed Radio Telescope Using Global IoT Networks: Calibration Methods and Feasibility Analysis
Mississippi State University（密西西比州立大学）
本文提出利用全球物联网设备构建分布式射电望远镜的方法，通过数字波束成形技术减少通信干扰，采用多颗卫星校准实现高精度信道估计，证明了基于物联网的望远镜在增益和巡天速度上的显著优势。
2026-03-13 astro-ph.IM
A Novel Type of Very Long Baseline Astronomical Intensity Interferometer
本文介绍了一种新型的甚长基线天文干涉仪，它利用二次探测器（一种常见的天文探测器）测量的强度随时间的波动。该技术所依据的理论是通过实验室实验验证。其突出的主要优点来自于这样一个事实，即天文物体的角结构可以简单地根据探测器测量的强度波动光谱的最小值的可见度来确定，作为波动频率的函数，同时保持镜子之间的间距不变。这将允许能够实现高角分辨率的简单设置，因为它可以使用极大的基线。另一个主要的兴趣是，它允许更有效地利用望远镜的时间，因为在一个单一的基线观测是足够的，而振幅和强度干涉仪需要在不同的基线几个观测。人们不必移动望远镜的事实也将允许检测更快的时间变化，因为必须移动望远镜设置了可以检测到的时间变化的下限。该技术利用波的相互作用效应，因此具有与强度干涉测量相同的一些特性。与强度干涉测量法一样，该技术的缺点是如果在高频（例如可见光）下观察，则需要强光源。这是无线电领域的一个小缺点。在高频率下，该缺点通过以下事实来减轻：与强度干涉测量法一样，对所使用的反射镜的光学质量的要求远不如振幅干涉测量法严格，使得可以在光学区域中使用质量差的大反射器（例如切伦科夫望远镜）。
2013-09-22 astro-ph.IM
Overview, design, and flight results from SuperBIT: a high-resolution, wide-field, visible-to-near-UV balloon-borne astronomical telescope
星载天文学是一种独特的工具，它可以实现一定程度的图像稳定性，并大大减少大气干扰，而不需要往往高昂的成本和漫长的开发时间，而这正是星载设施级仪器的特点。超高压机载成像望远镜（SuperBIT）是一种宽视场成像仪，设计用于在0.5度视场内提供0.02”图像稳定性，用于可见光至近紫外（300-900 um）的深度曝光。因此，SuperBIT是一个适合于进行广泛的球载观测的平台，包括太阳和太阳系外行星光谱学以及分辨的恒星星族和遥远星系。我们报告的整体有效载荷设计和仪器方法SuperBIT以及望远镜和图像稳定性的结果，从两个测试飞行。概述了SuperBIT项目的前景，重点是在2020年从新西兰开始进行全面运作的为期三个月的科学飞行。
2018-07-08 astro-ph.IM
On the influence of the Illuminati in astronomical adaptive optics
天文学自适应光学（AO）已成为一门新兴学科。主要的O/IR望远镜正在实现衍射限制成像;主要设施正在建设中，AO作为一个组成部分。对外行人来说，天文学似乎是沿着一条曲折的道路发展起来的，然而，只要稍加说明，伽利略的继承者们的印记就可以清楚地解释天文学的成功。
2012-03-30 astro-ph.IM
A wide field X-ray telescope for astronomical survey purposes: from theory to practice
X射线反射镜通常采用Wolter I（抛物面-双曲面）结构。这种设计在轴上没有球面像差，但会受到场曲、彗差和像散的影响，因此角分辨率随着离轴角的增加而迅速下降。存在不同的反射镜设计，其中主反射镜和次反射镜轮廓被扩展为幂级数，以便在轴上性能的扩展下增加在大的离轴位置处的角分辨率。在这里，我们提出的设计和全局权衡研究的X射线镜系统的多项式光学的宽视场X射线望远镜（WFXT）的任务。WFXT的目标是在具有前所未有的通量灵敏度的软X射线波段进行扩展的宇宙学调查。为了实现这些目标，任务所需的角分辨率是非常苛刻的，在1度视场内的平均分辨率约为5角秒。此外，在1 keV时需要5-9000 cm ^2的有效面积。
2010-02-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Binary Offset Effect in CCD Readout and Its Impact on Astronomical Data
我们发现了CCD读出电子学的异常行为，影响了它们在许多天文应用中的使用。取决于一个像素的二进制编码的CCD输出电压的数字化中的偏移被添加到在一个、两个和/或三个像素之后读出的像素。这种效应的一个结果是，在比较有和没有科学目标通量的区域时，在背景中引入了差分偏移。传统的数据简化方法不校正这种偏移。我们在调查的22台仪器中的16台中发现了这种效应，涵盖了各种望远镜和许多不同的前端电子系统。受影响的仪器包括凯克望远镜上的LRIS和DEIMOS，HST上的WFC 3-UVIS和STIS，CFHT上的MegaCam，UH 88望远镜上的SNIFS，Gemini望远镜上的GMOS，斯巴鲁上的HSC和VLT上的FORS。引入的偏移幅度高达每像素4.5 ADU，并且它与测量的ADU电平不成正比。我们开发了一个模型，可用于检测数据中的这种“二进制偏移效应”并对其进行校正。了解数据如何受到影响并对其进行校正对于精确的天文测量至关重要。
2018-02-20 astro-ph.IM physics.ins-det
New Zealand involvement in Radio Astronomical VLBI Image Processing
随着AUT大学12米射电望远镜在沃克沃思的建立，新西兰现已成为国际甚长基线干涉测量界的一部分。VLBI观测的一个主要产品是天文物体如活动星系核（AGN）的射电域图像。在无线电天线之间使用大的地理间隔，可以实现非常高的角分辨率。利用VLBI地球自转孔径合成技术，可以得到详细的图像。本文综述了VLBI射电成像的最新进展。此外，我们模型VLBI配置使用沃克沃思望远镜，AuScope（一个新的阵列的三个12米天线在澳大利亚）和澳大利亚平方公里阵列探路者（ASKAP）阵列目前正在建设中的西澳大利亚州，并讨论如何配置这些阵列影响图像的质量。最近的成像结果表明，从列入AUT和第一ASKAP望远镜在澳大利亚长基线阵列（LBA）的建模改进。
2011-10-24 astro-ph.IM cs.GR
