丽江天文观测站全天相机介绍_彭焕文.pdf

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1、Vol.12No.1天文研究与技术第12卷第1期Jan．，2015ASTＲONOMICALＲESEAＲCHANDTECHNOLOGY2015年1月CN53－1189/PISSN1672－7673*丽江天文观测站全天相机介绍1，2，31，31，31，31，31，3彭焕文，辛玉新，和寿圣，王传军，伦宝利，范玉峰(1．中国科学院云南天文台，云南昆明650011;2．中国科学院大学，北京100049;3．中国科学院天体结构与演化重点实验室，云南昆明650011)摘要:全天相机作为一个对天文观测台站全天云量信息进行监视的工具，对天文观测的正常进行发挥着重要的作用，目

2、前世界上主要天文台均配备有全天相机，为了满足对全天云量信息进行实时监视的需求，丽江天文观测站正式安装架设了一套全天相机系统。从硬件安装架设、软件调试到实际测试等方面，详细介绍了全天相机系统的设计方案以及遇到的问题，讨论了对问题的解决措施，重点介绍了根据天光亮度数值调整相机曝光时间的方法，这也是主要创新与特色之处。关键词:全天相机;云量信息;实时;天光亮度;曝光时间中图分类号:P412.15文献标识码:A文章编号:1672－7673(2015)01－0089－07DOI:10.14005/j.cnki.issn1672-7673.2015.01.012天文观

3、测站址监测系统是天文台的重要组成部分，主要分为监测和监视两部分，其中监测系统包括大气视宁度监测、温湿度监测、风速风向监测等等;监视系统包括全天云量监视、站址环境监视、圆顶与望远镜监视等等。全天相机(All-SkyCamera)作为实现全天云量监视的一种方式，是站址监测系统重要的组成部分，其获取的全天云图信息全面，初期可以目测全天云图以便了解云量多少、云量分布等信息，后期可以利用目前的数字图像处理软件处理和分析图像，获取有效信息，并结合计算机［1］编程技术，实现云量信息的半自动获取。丽江天文观测站目前配备了云量传感器，可以向观测人员提供全天云量，但它的缺点是

4、无法提供全天云量的分布信息。为了弥补上述不足，丽江天文观测站决定配置一套全天相机系统，充分利用全天相机的优势与特点，为观测人员实时地传达全天云量、分布等信息。1自主设计全天相机的优势目前世界上主要天文台均配备了全天相机，如位于美国亚利桑那州图森市霍普金斯山顶的弗雷德·劳伦斯·惠普尔天文台(FredLawrenceWhippleObservatory)，位于基特峰顶的基特峰国家天文台(KittPeakNationalObservatory)，位于智利的拉斯坎帕纳斯天文台(LasCampanasObservatory)，以及欧洲南方天文台(ESO)在世界上的多

5、个观测基地。这些大型天文台配备的全天相机或为商业的或为自主设计的，如基特峰国家天文台自主设计的全天相机，使用了FLI-CCD相机以及尼康8mmf2.8鱼眼镜头。此外这些天文台的全天相机系统均提供了网络访问接口，并在网页上提供了近几个月的历史云图信息，以及当前全天云量分析与历史走势曲线。目前已经出现了多款商业化的全天相机，比较著名的有MoonglowTechnologies设计的全天相机、SBIG全天相机(AllSky340Cameras)等等。这些商业产品的特点是功能集成比较完善，客户购买后仅需要做少量的工作，比如安装、连接输出设备后，就可以使用相机拍照并

6、查看全天图像，但由于软硬件开发等细节不公开，导致观测站址的技术人员对其日后的问题解决、维护管理等很不方便，于是丽江天文观测站决定自主设计一套全天相机系统。自主设计全天相机系统，不仅能够节省科研资金，更*基金项目:国家自然科学基金(11133006)资助．收稿日期:2014－03－05;修定日期:2014－03－20作者简介:彭焕文，男，硕士．研究方向:天文仪器与方法．Email:hwpeng@ynao.ac.cn90天文研究与技术12卷可以充分发挥天文观测台站技术人员的专业优势，获得技术上的锻炼和宝贵的实践经验，此外，技术人员可以自由地选择硬件搭配，发挥创

7、新性，设计和实现具有台站自主特色的全天相机系统。由于是自主设计的软硬件，很清楚整个系统的开发细节，所以非常便于日后的维护管理，也可以方便地和整个站址监测系统集成，后期的开发可以实现云量、分布等信息的自动获取，为台站望远镜的自动运行与观测提供技术支持。2硬件选择丽江天文观测站全天相机系统的硬件配置选择，本着能够完成相关工作，并且价格低廉实惠、工作稳定的原则进行。最基本的硬件配置需要一台相机、一个广角镜头、一台控制计算机，另外还需要交流适配器、遮雨罩、网络接入设备等。经过对多个可选配置方案的全方面综合比较，最终的基本硬件配置如下:相机采用佳能EOS600D，广

8、角镜头采用适马4.5mmf2.8鱼眼镜头，控制计算机只需要基本的配