面向時域天文的高精度測光研究

《面向時域天文的高精度測光研究》是依託太原理工大學，由賈鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：面向時域天文的高精度測光研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：賈鵬
• 依託單位：太原理工大學

項目摘要

大視場測光巡天為時域天文學研究積累了大量數據。對於大視場測光，為提高觀測效率，往往同時對視場內多個目標連續觀測。由於觀測視場大、目標多，快速、高精度地測光以最大限度發揮望遠鏡的觀測能力成為一個新的挑戰。本項目將模糊數學理論引入，建立一種描述大視場成像的空間可變點擴散函式模型，在此基礎上，提出滿足大視場巡天特點的點擴散函式模型擬合測光方法。這種方法利用雷射導星作為位置固定、亮度穩定的參考目標，結合空間可變點擴散函式模型，獲得點擴散函式的估計值，進而實現點擴散函式模型擬合測光。這種方法可在大視場內（1角分左右）將測光的系統誤差降低至大氣閃爍引起的誤差之內（1%左右），觀測效率高，數據後期處理速度快。研究結果可為我國未來在雲南天文台2.4米望遠鏡、南極崑崙暗宇宙巡天望遠鏡（KDUST）及新一代大視場巡天望遠鏡等設備上開展的時域大視場高精度測光巡天提供一種新思路和有效手段。

結題摘要

望遠鏡大視場測光巡天可以為時域天文學積累大量數據，但是如何快速、高質量地處理這些測光數據，最大限度地發揮望遠鏡觀測能力就成為了一個問題。本項目研究了影響大視場望遠鏡成像地主要因素之一：大氣湍流。根據研究結果，提出了描述大氣湍流廓線隨時間變化的方法，並以此為基礎確定了大氣湍流變化的顯著時標，我們發現這一時標和SDSS獲取數據的點擴散函式變化時標相近。可以認為，大氣湍流是主導點擴散函式變化的重要因素之一。基於此，我們研究了利用雷射導引星和波前測量器獲取參考點擴散函式，以獲得的點擴散函式為基礎進行全視場點擴散函式估計，並設計了相應的點擴散函式擬合測光和定位方法。由於實際使用時，望遠鏡口徑較小同時視場較大，對參考的雷射導引星有較高的要求。因此，我們利用獲取圖像中的星象開展了點擴散函式估計和相應測光定位算法的研究。我們分析了不同條件對於點擴散函式估計的影響，設計了一種基於主成分分析和自組織圖的點擴散函式估計方法，利用估計的點擴散函式進行了天體測量。結果顯示，與傳統方法相比，估計的點擴散函式可以將天體測量精度提高一倍以上。利用模擬數據對進行了天體測光研究，結果表明我們的辦法對於暗弱目標的測光精度提升明顯。