埃及新型地面望远镜的多参数研究

用地基望远镜网络增强WFIRST微透镜

Augmenting WFIRST Microlensing with a Ground-based Telescope Network

通过地面宽视场巡天望远镜网络的密集观测来增强\emph{WFIRST}微透镜活动将有几个主要优点。首先，它将使完整的二维（2-D）矢量微透镜视差测量的低质量透镜的相当大的一部分，以及行星和双事件，显示焦散交叉功能。对于相当一部分的自由浮动行星（FFP）事件和所有的焦散相交行星/双星事件，这些2-D视差测量直接导致透镜对象（或透镜系统）的完整解决方案（质量，距离，横向速度）。对于更多的事件，补充的地面观测将产生一维视差测量。与\emph{WFIRST}单独的一维弛豫一起，它们可以探测整个质量范围$M\gtrsim M_\oplus$。对于发光透镜，这种1-D视差测量可以通过高分辨率成像提升为完整的解决方案（质量，距离，横向速度）。这将不仅提供关于行星和其他透镜的主机的关键信息，而且还可以实现更精确的银河系模型。这种巡天的其他好处包括提高对双星（特别是低质量的主星）的理解，以及对\emph{WFIRST}透镜体的遥远冰巨星和气体巨星同伴的敏感性，这些透镜体由于其有限的观测窗口而无法被\emph{WFIRST}本身探测到。如果\emph{WFIRST}指向比目前设想的更低的消光场，则可以采用现有的地基微透镜测量。这将以事件发生率为代价。因此，必须权衡改进透镜表征的益处与这些成本。

利用地基望远镜使未来NASA系外行星直接成像任务的关键技术成熟和科学进步

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。

切伦科夫望远镜阵gamma-ray望远镜用作自由空间光通信地面站的可行性

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。

地面望远镜上的Fast焦平面波前探测

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。

HATS：探测太赫兹域的地基望远镜

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。

Image Quality Specification for Solar Telescopes

Modern large ground-based solar telescopes are invariably equipped with adaptive optics systems to enhance the high angular resolution imaging and spectroscopic capabilities in the presence of the Earth's atmospheric turbulence. The quality of the images obtained from these telescopes can not be quantified with the Strehl ratio or other metrics that are used for nighttime astronomical telescopes directly. In this paper, we propose to use the root mean square (rms) granulation contrast as a metric to quantify the image quality of ground-based solar telescopes. We obtain semi-logarithmic plots i…

A 16 Hour Transit of Kepler-167 e Observed by the Ground-based Unistellar Telescope Network

More than 5,000 exoplanets have been confirmed and among them almost 4,000 were discovered by the transit method. However, few transiting exoplanets have an orbital period greater than 100 days. Here we report a transit detection of Kepler-167 e, a "Jupiter analog" exoplanet orbiting a K4 star with a period of 1,071 days, using the Unistellar ground-based telescope network. From 2021 November 18 to 20, citizen astronomers located in nine different countries gathered 43 observations, covering the 16 hour long transit. Using a nested sampling approach to combine and fit the observations, we dete…

地面和space telescope任务中高对比度成像的日冕极波前控制系统的建模

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。

用自相干相机在地基望远镜上进行Fast相干差分成像

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。

使用机器学习方法的地基成像大气Cherenkov望远镜的伽马/强子分离：

Gamma/hadron segregation for a ground based imaging atmospheric Cherenkov telescope using machine learning methods: Random Forest leads

给出了一个地基大气切伦科夫望远镜观测到的$γ$ -强子分离的详细实例研究。我们已经评估和比较了各种监督机器学习方法，如随机森林方法，人工神经网络，线性判别方法，朴素贝叶斯分类器，支持向量机以及传统的动态超切方法，通过模拟触发事件与蒙特卡洛方法，并将结果应用到切伦科夫望远镜。证明了随机森林方法是对$γ$ -强子分离最敏感的机器学习方法。

星团中的短时间尺度变量：从盖亚到地面望远镜

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）。

用高色散日冕仪观测系外行星。I.当前和下一代大型地面和space telescopes的科学潜力

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。

作为深空激光通信地面接收器的CTA望远镜

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。

通过用于K2、TESS及更高级别的光束整形漫射器，从地面实现极高精度photometry

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…

系外行星大气和巨型地基望远镜

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。

Modelling ground pickup for microwave telescopes

Microwave telescopes require an ever-increasing control of experimental systematics in their quest to measure the Cosmic Microwave Background (CMB) to exquisite levels of precision. One important systematic for ground and balloon-borne experiments is ground pickup, where beam sidelobes detect the thermal emission of the much warmer ground while the main beam is scanning the sky. This generates scan-synchronous noise in experiment timestreams, which is difficult to filter out without also deleting some of the signal from the sky. Therefore, efficient modelling of pickup can help guide the desig…

作为深空激光通信地面站的地面gamma-ray望远镜

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。

利用乌克兰低频射电望远镜对帕克太阳探测器空间任务进行的地基支持

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。

罗马尼亚地基大气切伦科夫望远镜的场地评估活动

A Site Evaluation Campaign for a Ground Based Atmospheric Cherenkov Telescope in Romania

在世界各地，几个科学项目都对一个小型切伦科夫望远镜全球网络感兴趣，该网络用于监测最亮耀变体的观测-DWARF网络。打算在罗马尼亚安装和运行一台最新一代的小型地面大气层切伦科夫成像望远镜，作为DWARF网络的一个组成部分。为筹备观测站的建设，启动了两个支助项目。在这些项目的框架内，我们已经评估了一些可能的地点，在那里定居的天文台。在本文中，我们提交了一份简短的报告后，当地的基础设施，附近的设施和社会影响的标准，选择了最好的四个网站的一般特点。

2000 - 2009年地基大型光学望远镜的纸张生产率

Paper Productivity of Ground-based Large Optical Telescopes from 2000 to 2009

我们提出了一个分析的科学（“referred”）论文生产力的目前最大的（直径>8米）地面光学（红外）望远镜在十年期间，从2000年至2009年。我们收集和分析科学出版物数据的望远镜是两个10米凯克望远镜，四个8.2米甚大望远镜（VLT），两个8.1米双子望远镜，8.2米斯巴鲁望远镜和9.2米霍比-埃伯利望远镜（HET）。我们分析了使用这些望远镜在各种天文学期刊上发表论文的比率。虽然来自这些天文台的论文总数最多的是VLT，其次是Keck，Gemini，Subaru和HET，但望远镜每个组件产生的论文数量最多的是Keck，其次是VLT，Subaru，Gemini和HET。2009年，凯克、VLT、双子座、斯巴鲁和HET天文台的每台望远镜分别发表了135、109、93、107和5篇论文。我们已经表明，凯克，VLT，双子座和斯巴鲁天文台的每台望远镜每年产生2.1 +/- 0.9篇自然和科学论文，这些论文在使用该望远镜产生的所有参考论文中的比例为1.7 +/-0.8%。扩展这种关系，我们建议，这一比例的自然和科学论文的数量在整个参考论文的数量，将产生未来的极大的望远镜（ELTs）将保持类似。通过比较上述望远镜的出版趋势，我们认为（i）在同一地点拥有一台以上的同类望远镜和（ii）增加望远镜可用的仪器数量是最大限度地提高论文生产率的好方法。

Modeling sidelobe response for ground-based mm-wavelength telescopes with the geometrical theory of diffraction

Accurate optical modeling is important for the design and characterisation of current and next-generation experiments studying the Cosmic Microwave Background (CMB). Geometrical Optics (GO) cannot model diffractive effects. In this work, we discuss two methods that incorporate diffraction, Physical Optics (PO) and the Geometrical Theory of Diffraction (GTD). We simulate the optical response of a ground-based two-lens refractor design shielded by a ground screen with time-reversed simulations. In particular, we use GTD to determine the interplay between the design of the refractor's forebaffle …

多级四象限相位掩模：空基和地基望远镜的消色差日冕

Multi-stage four-quadrant phase mask: achromatic coronagraph for space-based and ground-based telescopes

由于两个主要原因，只有不到3%的已知系外行星被直接成像。它们的角度非常接近它们的母星，母星比母星亮几个星等。因此，对系外行星的直接成像需要专用仪器，包括大型望远镜和精确的波前控制装置，以获得高角分辨率，以及用于衰减恒星光的日冕仪。日冕仪通常是彩色的，它们不能在宽光谱带宽上进行高对比度成像。这种色度对未来的仪器至关重要。扩大日冕光谱范围是未来天基和地基望远镜上系外行星成像仪器的一个挑战。我们提出了多级四象限相位掩模，它将多个单色四象限相位掩模日冕仪串联起来。已经证明了单色设备的性能，并且自VLT和JWST上的先前仪器开发以来，制造程序处于良好控制之下。因此，多阶段实施的简单性是有吸引力的。我们提出的仪器原理，我们描述了实验室性能的大光谱带宽和空间（离轴望远镜）和地面（E-ELT）望远镜的瞳孔形状。多级四象限相位掩模在很宽的光谱范围内（30%）减少了恒星通量，它是一个非常好的候选者，将与未来的地面和空间观测站的系外行星成像仪器的光谱仪。

比较黎明号、哈勃Space Telescope和地基对（4）灶神星的解释

Comparing Dawn, Hubble Space Telescope, and Ground-Based Interpretations of (4) Vesta

美国宇航局黎明号航天器对小行星4灶神星的观测很有趣，因为它的表面有迄今为止航天器访问过的任何其他小行星的最大范围的颜色和成分。这些半球形和旋转的表面亮度和成分的变化被归因于自灶神星形成以来的撞击过程。在黎明号到达灶神星之前，它的表面特性是近百年来望远镜研究的焦点。地面的光度和光谱观测首先揭示了这些变化，随后使用哈勃太空望远镜进行了观测。在这里，我们比较解释灶神星的旋转周期，极，赤道，地形，颜色和成分的性质从地面望远镜和HST与那些从黎明。从地面研究中观测到的旋转光谱变化也与黎明号观测到的一致。虽然从过去的数据中对其中一些特征的解释是脆弱的，但考虑到空间分辨率的限制以及我们当时对灶神星和HED陨石的了解，这些解释是合理的。我们的分析表明，地基和HST观测对于我们了解小天体至关重要，并为正在进行的和未来的航天器任务提供了宝贵的支持。

AOLI：大型地面望远镜在可见光区的近衍射极限成像

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。

地基中红外直接成像：Keck II望远镜热背景的起源及仪器系统误差校正

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。

基于大气成像切伦科夫望远镜的地面甚高能伽马射线天体物理学的技术新进展

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。

利用新一代地基射电望远镜开展太阳极化学测量的准备

Preparing for Heliopolarimetry using New-generation Ground-based Radio Telescopes

针对CME在内日球层演化导致地球附近CME-$B_z$预测不准的问题，本文介绍利用新一代地基射电望远镜测量背景射电源法拉第旋转以反演CME磁场的准备工作。

望远镜观测器的框架：及其在大型综合巡天望远镜上的应用

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。

ARIES望远镜近地层自适应光学（GLAO）系统的组装与测试

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。

空间和地基望远镜的共分辨率卷积核

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。

评价过滤技术以提高地面望远镜气象预报的可靠性

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。

极大光学望远镜时代II：GMT和TMT

The Era of Extremely Large Optical Telescopes II: The GMT and TMT

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。

Short story of stratospheric and ground-based observations of solar photosphere with high angular resolution in the 70s of the XX century at the Pulkovo Observatory

In the 70s of the last century, the stratospheric solar observatory "Saturn" with a 100cm telescope was launched at Pulkovo Observatory. The photographs and spectra obtained on it for more than 45 years remained record-breaking in angular resolution. Then, for ground-based observations of Sun fine structure in Pamir at an altitude of 4.5 km, a 50 cm open-type Pulkovo mobile telescope was installed. Photographs and spectra obtained with the Saturn telescope for the visible range were an important step in the development of high spatial resolution technologies in heliophysics. However, to date, …

Detection capability of ground-based meter-sized telescopes for shallow exoplanet transits

Meter-sized ground-based telescopes are frequently used today for the follow-up of extrasolar planet candidates. While the transit signal of a Jupiter-sized object can typically be detected to a high level of confidence with small telescope apertures as well, the shallow transit dips of planets with the size of Neptune and smaller are more challenging to reveal. We employ new observational data to illustrate the photometric follow-up capabilities of meter-sized telescopes for shallow exoplanet transits. We describe in detail the capability of distinguishing the photometric signal of an exoplan…

利用VLBI射电望远镜对近地天体进行地基雷达跟踪：2024 MK测试案例

Ground-Based Radar Tracking of Near-Earth Objects With VLBI Radio Telescopes: 2024 MK Test Case

本文利用四台VLBI射电望远镜对近地小行星2024 MK的近距离接近进行地基雷达跟踪观测，展示了VLBI技术在提升小行星成分与轨道特征描述方面的应用价值。

利用快拍观测的亮星地基亚毫米级CCD Photometry

Ground-Based Submillimagnitude CCD Photometry of Bright Stars Using Snapshot Observations

我们演示了利用CCD快照成像对相距甚远的亮星进行的地基亚毫米级（<10^-3）测光。我们通常通过（1）选择附近类似星等和光谱型的比较星，（2）使望远镜散焦以获得高信号，（>10^7个电子），（3）使望远镜对准，使所有恒星图像落在相同的探测器像素上，以及（4）使用CCD检测器的没有非线性或异常像素的区域。我们描述了利用夏威夷大学2.2米望远镜上的超新星综合场分光计（SNIFS）进行的半自动观测，我们在2小时间隔内以5分钟的节奏获得了5.2 × 10 ^-4（0.56毫等）的测光精度。在一个实验中，我们监测了八颗恒星，每颗恒星之间相隔几度，并以约17分钟的节奏（每颗恒星）实现了亚毫米级的精度。我们的快照技术适用于自动搜索多颗明亮恒星之间的行星凌日。

大型地基望远镜可见光高分辨率成像

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。

近紫外探索者（NUX）：一台用于搜寻近紫外暂现源的地面大视场近紫外望远镜

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。

利用天然导星从大型地面望远镜观测可见光中的高分辨率成像和spectroscopy

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。

PSF -- NET：地基光学望远镜的非参数点扩散函数模型

PSF--NET: A Non-parametric Point Spread Function Model for Ground Based Optical Telescopes

地面光学望远镜受大气湍流引起的像差影响严重。了解这些像差的性质对仪器设计和图像恢复方法的发展都很重要。由于点扩散函数能反映整个光学系统的性能，因此用点扩散函数来描述大气湍流引起的像差是合适的。假设具有相同廓线的大气湍流引起的点扩散函数属于同一流形空间，我们提出了一种非参数的点扩散函数-- PSF-NET。PSF-NET具有循环卷积神经网络结构，是由具有相同廓线的大气湍流引起的PSF流形空间的统计表示。用模拟数据和实际观测数据对PSF-NET进行了测试，结果表明，经过良好训练的PSF-NET可以恢复任何短曝光的大气湍流模糊图像，并且具有相同的轮廓。此外，我们进一步使用PSF-NET的脉冲响应，它可以被视为统计平均PSF，来分析PSF-NET的解释属性。我们发现统计平均PSF的变化是由大气湍流廓线的变化引起的：随着大气湍流廓线差异的增大，统计平均PSF之间的差异也增大。本文提出的PSF-NET方法为分析大气湍流引起的像差提供了一种新的途径，这将有助于发展新的地面光学望远镜观测方法。

选择性主成分提取与重构：一种地基系外行星光谱学的新方法

Selective Principal Component Extraction and Reconstruction: A Novel Method for Ground Based Exoplanet Spectroscopy

内容：红外光谱的主要和次要的日食事件探测外行星大气的组成，并使用太空望远镜，已检测到H2O，CH 4和CO2在三个热彗星。然而，空间望远镜提供的数据光谱分辨率有限，无法覆盖2.4 - 5.2微米的光谱区域。虽然大型地面望远镜有可能获得许多系外行星的分子丰度级光谱，但要实现这一潜力，就需要在地球-大气层和仪器系统误差很大的情况下检索天体物理信号。目的：在这里，我们报告了一个小波辅助的，选择性的主成分提取方法的地面检索的昼侧光谱HD 189733 b的数据包含系统误差。研究方法：该方法利用奇异值分解，提取出与行星感应信号对应的瑞利商的临界点。该方法不需要行星光谱或导致系统误差的物理机制的先验知识。结果如下：用我们的方法获得的光谱与用HST和Spitzer进行的空间测量（Swain等人，2009 b; Charbonneau等人，2008）非常一致，并证实了最近的地面测量（Swain等人，2010），包括强3.3微米发射。

从地面对太阳系外地球进行成像的探路者

A Pathfinder for Imaging Extrasolar Earths from the Ground

Subaru Coronagraphic Extreme自适应光学（SCExAO）项目是Subaru望远镜上的一种仪器，它正在推动太阳系外行星地面高对比度成像的可能性。该系统在波前传感和日冕测量方面取得了重大突破，即使对于光学昏暗的恒星，也能产生极高的Strehl比校正和深行星与恒星的对比度。SCExAO与近红外积分场摄谱仪- CHARIS-耦合，产生强大的行星光谱特征。在其第一个完整的运行年，SCExAO已经澄清了$κ$ And，LkCa 15和HD 163296周围的候选同伴的属性，表明前者可能是一个低重力，行星质量的物体，后两个是被错误识别的磁盘信号。SCExAO的行星成像能力在不久的将来将进一步升级;该系统正在成为一种专用行星成像系统的原型，该系统可以直接探测到附近低质量恒星周围的类地行星，如30米望远镜等超大望远镜。

在多信使时代协调地面和空间望远镜之间的观测

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。

在两个相距很远的radio telescopes中观察到的由于相似多路径效应引起的相关振荡

Correlated oscillations due to similar multi-path effects seen in two widely separated radio telescopes

一个多路径机制类似于60年前在澳大利亚使用的海崖干涉仪，产生的振荡周期之间的相关性，由两个遥远的射电望远镜指向太阳。振荡是在主天线波瓣中检测到的直接波与在旁瓣中检测到的其在地面上的反射之间的干扰的结果。一个模型的情况下，这种振荡的两个天文台位于相等的纬度和相反的热带纬度，分别在河内（越南）和里尔蒙斯（澳大利亚），类似的射电望远镜在1.4千兆赫操作。简单的镜面反射从地面被发现给观察到的振荡的一个很好的描述，并解释相关性，以前已经观察到的，并没有令人满意的解释，仪器或其他，已被发现。

当前和未来地面和空间望远镜高对比度成像系统的审查III。技术机会和途径

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。

千度极小望远镜：在南北天空中寻找凌日系外行星

The Kilodegree Extremely Little Telescope: Searching for Transiting Exoplanets in the Northern and Southern Sky

Kilodegree Extremely Little Telescope（KELT）是一个地面计划，旨在寻找围绕相对明亮恒星运行的系外行星。为了实现这一目标，KELT科学小组运营着两个行星设施-位于亚利桑那州维纳天文台的KELT-North和位于南非天文台的KELT-South。这些天文台使用的望远镜具有特别宽的视野，使KELT能够研究大量潜在的系外行星宿主恒星。瞄准明亮恒星的主要优势之一是，分布在世界各地的小型地面观测站可以很容易地跟踪检测到的系外行星候选者。本文将简要概述KELT-北和KELT-南调查，KELT后续合作进行的后续观测，以及迄今为止确认的系外行星发现，最后简要讨论KELT计划的未来。

基于FPGA的Fast收敛数字自适应滤波器用于地面实时RFI抑制Radio Telescopes

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。

大Radio Telescope的增益和偏振特性的计算和测量：John A.高尔特望远镜

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。

高水平地基望远镜服务模式的业务光学turbulence预报

Operational optical turbulence forecast for the Service Mode of top-class ground based telescopes

在这方面的贡献，我们提出的可行性研究（MOSE）进行ESO的背景下获得的最相关的结果。该项目的主要目的是量化中尺度模型（Astro-Meso-NH代码）在预测与地面天文观测有关的所有主要大气参数以及Cerro Paranal（甚大望远镜所在地）和Cerro Armazones（E-ELT所在地）上空的光学湍流（CN 2和相关的综合天文气候参数）方面的性能。详细分析了该系统对所有天体气候和大气参数的预报能力的成功率。考虑到我们获得的优异结果，这项研究证明了在这两个站点上实施自动系统的机会，该系统将在夜间以操作配置运行，以支持VLT和E-ELT的科学计划以及天文设施（特别是AO系统支持的天文设施）的调度。2016年底，将启动一个新项目，在ESO的两个站点上运行一个操作系统的演示器。我们的团队还负责在LBT（ALTA项目）的Mt.Graham实施类似的自动系统。因此，我们的系统/方法将允许在新一代望远镜的服务模式框架中向前迈出一步。在取得的最令人兴奋的成果中，我们列举了这样一个事实，即我们证明能够预测垂直分辨率高达150米的CN2剖面。这样一个功能是特别重要的所有WFAO系统，需要这样的详细信息OT垂直分层在整个20公里以上的地面。这一重要成就告诉我们，所有WFAO系统都可以依赖能够支持其优化使用的自动系统。

地面太阳物理服务模式观测

Service-Mode Observations for Ground-Based Solar Physics

将Hinode观测与地面仪器相结合具有显著的优势，可以以更高的数据速率和更大的灵活性观测更多的光谱诊断。然而，由于天气和能见度的随机影响以及仪器配置变化造成的数据分析复杂性，地面观测在产生有用数据集方面传统上不如卫星观测有效。未来的大型地面望远镜将需要找到新的方法来优化其运行效率和科学产出。我们已经开始在邓恩太阳望远镜上使用干涉二维光谱仪（IBIS）进行服务模式或服务模式观测的实验，作为联合Hinode活动的一部分。我们描述了我们的经验和这样的太阳物理观测模式的优点。

星载光源作为地基望远镜的光度校准标准

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。

大型地基望远镜利用暗参考星进行可见光高分辨率成像

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。

面向地基望远镜第五代仪器的模块化焦面焦板原型制作

Focal Plate Prototyping for Modular Focal Planes of Stage-5 Instruments For Ground-Based Telescopes

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。

AOLI --自适应光学幸运成像仪：大型地面望远镜上可见光衍射极限成像

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。