基于压缩-字对齐位图的天文海量数据实时索引

澄江一米新真空大型天文望远镜（NVST）当前每天最大能产生2 TB,约十多万条的观测数据。由于这些数据量巨大并具有非结构化特性,使用离线构建索引会带来巨大时间开销,传统的关系型数据库难以满足快速索引和检索需求。针对这些问题,结合数据采集流程,提出了使用基于压缩的字对齐位图索引算法来在线实时构建索引。这种方式不仅克服了离线构建索引方式时,文件访问、FITS头读取和解析FITS头等操作带来的大量额外时间消耗问题,而且有助于解决海量太阳观测数据的高效检索难题。通过实验证明了在线实时构建索引方式能够极大地降低时间开销,也表明了该方式在天文海量数据索引和检索应用中的有效性和可行性。     

双频率调制谐振式光纤陀螺谐振谷分裂现象研究

谐振式光纤陀螺(Resonator Fiber Optic Gyro,R-FOG)是利用光纤环形谐振腔的Sagnac效应实现对转动角速度检测的一种高精度惯性传感器件.双频率锯齿波组合调制技术可应用于谐振式光纤陀螺数字处理系统.实验发现,在基于双频率锯齿波组合调制技术的R-FOG系统中,对激光器输出光频率进行扫描时,在示波器上观察到光纤环形谐振腔的谐振曲线会分裂成两个谐振谷.利用频谱分析与光波场叠加原理相结合的方法对光纤环形谐振腔的输出光场进行了具体推导和仿真分析,并对谐振谷分裂现象的物理原因作了解释.仿真分析发现,光纤环形谐振腔的谱线宽度越窄或两个锯齿波组合调制频率相差越大,谐振谷分裂现象越明显.最后对这种谐振谷分裂现象进行了具体测试,实验测试结果和理论分析结果一致.     

试谈光缆通信的应用和发展

光纤通信因其具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展非常迅速。目前,光纤光缆已经进入了有线通信的各个领域,包括教育卫生、邮电通信、广播通信、电力通信、石油通信和军用通信等领域。在此主要讲述我国光缆通信在网络中的应用。     

基于光电成像技术的运动员垂直弹跳高度测试

针对运动员弹跳过程持续时间短,弹跳位置相对不固定,弹跳高度测试操作复杂的问题,提出一种基于线阵光电成像技术的运动员垂直弹跳高度测试方法;首先构建大视场垂直弹跳高度测试系统,线阵CCD相机进行实时获取,得到目标弹跳轨迹图像;然后对目标弹跳轨迹图像进行图像分析和处理,高精度提取弹跳特征点,从而获得运动员垂直弹跳的运动时间;最后依据运动学公式,实现运动员垂直弹跳高度的准确测试;进行多组实验并分析实验数据,结果表明在1500mm的弹跳测试范围内,实验相对误差范围在3%以内,证明了该方法的可行性。     

Digit Pipelined Arithmetic for 3-D Massively Parallel Optoelectronic Circuits

A concept for a future integer arithmetic unit suitable for a realization with 3-D optoelectronic very large scale integrated (VLSI) circuits is presented. Due to the use of optical interconnections running vertically to the circuit's surface no pin limitation is given. This allows massively parallelism and a higher throughput performance than in all-electronic solutions. To exploit the potential of optical interconnections in VLSI systems efficiently well-adapted low-level algorithms and architectures have to be developed. This is demonstrated for a pipelined arithmetic unit using a redundant number representation. A transistor layout for the optoelectronic circuits is given as well as a specification for the necessary optical interconnection scheme linking the circuits with free-space optics. It is shown that the throughput can be increased by a factor of 10 to 50 compared to current all-electronic processors by considering state-of-the-art optical and optoelectronic technology. Furthermore we present results we gained by investigations on a first realized optoelectronic VLSI test chip.     

65米射电望远镜副面调整系统姿态精度监测与回零策略

上海天文台65米射电望远镜的副面调整机构为Stewart型并联机器人,为了及时发现该并联机器人因机械磨损或误差累积造成的精度下降问题,使用倾角传感器对并联机器人动平台姿态进行检测,求得动平台姿念均方根误差并将其与设计指标进行比较,从而用户可以判断是否需要进行维修或回零操作.为了提高并联机器人的易维护性,设计了光电传感器回零和磁尺(磁致伸缩位移传感器)回零两种回零方式,分析了两种回零方式以及通过回零操作对光电传感器和磁尺精度进行检测的原理.总结了该并联机器人需要进行回零操作的不同状况,并给出了相应的回零控制策略.实验证明本文提出的回零控制策略是解决并联机器人回零问题的一种有效方法.     

基于现场总线的大射电望远镜计算机监控系统设计

文章针对500米口径球面射电望远镜FAST控制系统的特点,说明了基于现场总线计算机监控系统的整体设计思想与实现方法。从系统可靠性、可维护性和性能价格比等方面综合考虑,深入分析了系统的体系结构、软硬件设计。并通过大射电望远镜FAST控制系统实验进一步验证了系统设计的思想。     

基于数据流和控制流的分布式星载计算机

空间太阳望远镜是中国科学院国家天文台正在研制的我国第1颗太阳同步轨道天文卫星。以空间太阳望远镜高速科学数据处理系统为例,介绍了星载计算机系统分布式构型和基于数据流、控制流分开的设计思想和技术实现,分析了星载计算机系统的网络拓扑、通信并行度、响应时间和容错技术的应用。最后给出了该系统原理样机的调试结果和进一步工作的探讨。     

Development of a Mirror System with Controlled Wave Characteristics for an Adaptive Telescope

The problem of creation of high-accuracy anti-interference devices for astronomical observations is considered. The principle of construction of the mirror system of an adaptive telescope capable of correcting phase distortions of waves perceived by its mirror owing to the use of active reflecting coatings is developed. The processes in a parametrically activated nonlinear medium are mathematically modeled and the possibility of operation in a mode close to the total reflection is shown.     

光电子晶体与全固态激光器及其应用 --光电子技术发展的一个重大方向

光电子时代是微电子技术、激光技术、材料科学等高速发展、综合集成的产物。20世纪90年代光电子晶体的长足进步和大功率半导体激光技术的突破,导致全固态激光器的实用化,这将促使光电子技术在21世纪前50年对更多的国家支柱产业作出重大贡献,如先进制造业的材料加工、信息业的光存储、娱乐业的激光显示、能源业的激光核聚变电站和核裂变燃料生产、军工业的激光武器升级换代等。