科研裝備

1、 天馬望遠鏡觀測站

  上海65米射電望遠鏡是中國科學院和上海市的“院市合作”重大項目。本項目的總目標在上海松江佘山基地建設一個國內領先、亞洲最大、國際先進、總體性能在國際上名列前4名的65米口徑全方位可動的大型射電天文望遠鏡系統。 

  上海65米射電望遠鏡從200810月底立項,20091229日奠基,2010319日開始現場建設,到20121028日落成,歷時4年,按計劃很好地完成了項目任務各個階段所涉及的天線系統、接收機系統、主動面系統、終端系統、臺站控制、時頻系統、測站建設以及天文試觀測等任務,依據《上海65米射電望遠鏡系統第一階段驗收測試大綱》對所有技術指標進行的測試結果表明,上海65米射電望遠鏡系統所有技術指標均滿足或優于任務書中技術指標的要求,實現了我們建設世界級大型射電望遠鏡的目標。 

  該望射電望遠鏡高70米、重2700噸,是我國目前口徑最大、波段最全的一臺全方位可動的高性能的射電望遠鏡。其工作波長從最長21厘米到最短7毫米共8個波段,涵蓋了開展射電天文觀測的厘米波波段和長毫米波波段。第一階段研制內容包括:一架口徑65米的地平式射電望遠鏡系統,并安裝有主動面調整系統、4個波段(L,S,XC)的雙極化致冷接收機、VLBI數據采集終端、射電天文觀測中斷、氫原子鐘和時頻比對設備等。項目第二階段在2015年完成后,將具備高頻段系統(包括主動面和Ku,K,KaQ波段接收機)的觀測能力。 

  上海65米射電望遠鏡以“亞洲第一射電望遠鏡建成”入選了中國科學院院士和中國工程院院士投票評選的2012年中國十大科技進展新聞、國家國防科工局組織評選的2012年度國防科技工業十大新聞、2012年上海十大科技進展第一名、2012年度“十大天文科技進展”等。 

  上海65米射電望遠鏡在201312月圓滿完成了嫦娥三號VLBI實時測定軌任務。用上海65米射電望遠鏡代替上海25米射電望遠鏡,使我國VLBI觀測網的靈敏度提高至2.6倍以上,著陸器ΔDORVLBI時延測量誤差由嫦娥二號時的1.77ns rms降至嫦娥三號時的0.67ns rms,以數厘米精度檢測出月球車的移動、轉彎等動作,以優于1米的精度對月球車進行了相對定位,為嫦娥三號VLBI測定軌做出了卓越貢獻。有關成果在Radio Science、中國科學上發表論文多篇。 

  在脈沖星觀測研究方面,完成了數字化終端DIBAS的安裝調試工作。目前該終端具有非相干消色散和相干消色散功能,既可進行在線周期疊加又可進行搜尋模式的脈沖星觀測。為保證脈沖星觀測標準化和流程化,設計了一套觀測綱要標準化模板,完成了數字化終端和望遠鏡控制單元的通信,基本實現了觀測自動化。利用該系統,已經在L、S、C、X波段成功探測到包括北天周期最短毫秒脈沖星在內的一批重要脈沖星,發現了目前研究熱點——“銀心磁星”很可能具有周期躍變現象。 2014年下半年將向國內外科學家開放。 

  在譜線觀測方面,基本實現了觀測自動化,完成了譜線終端的頻率校準工作和數據格式轉換工作,使得用戶能夠用譜線處理方面通用的Gildas軟件包進行數譜線數據處理。在L、C、X 波段探測到了包括長碳鏈分子HC7N在內的許多重要分子的發射,并且在L波段探測到了一些新的羥基脈澤源。 

  天馬望遠鏡的綜合性能位于世界前列,加上地理位置優越,位于幾個主要VLBI網的交匯處。天馬望遠鏡將大幅度提高國際VLBI網的探測靈敏度,成為中國VLBI網乃至東亞VLBI網的核心,顯著提高我國在天體物理前沿課題中的國際地位。天馬望遠鏡已經參加了與美國GBT、EVN、東亞網的VLBI試觀測,初步體現了其高靈敏度的優勢。 

2、60cm測距觀測站

    60cm激光測距觀測站位于上海天文臺的佘山觀測園區,擁有一臺口徑為60cm望遠鏡激光測距儀,安裝了不同用途的激光器、接收終端以及激光測距控制、處理軟硬件等,可實現對四萬公里內空間合作目標(帶反射器衛星)全天時厘米級精度觀測,以及距離最遠二千多公里的非合作目標空間碎片分米級精度觀測,是國際激光測距網的主要臺站。 

  觀測站在國內首先實現了白天激光測距、雙波長激光測距、非合作目標激光測距等,國際上率先實現10kHz超高重頻率的衛星激光測距以及白天對4萬公里同步軌道衛星的kHz重復率測距等技術。先后組織了神舟4號、海洋2號、Compass系列衛星的國際聯測任務,承擔了國家重大科技基礎設施項目中國大陸構造環境監測網絡、大口徑光電望遠鏡裝備、中科院重大裝備和科工局十二五空間碎片專項、激光時間比對等項目。  

3、25米射電望遠鏡觀測站

  1987年建成使用,目前主要承擔IVS測地國際VLBI聯測、EVNVLBI聯測、東亞VLBI聯測等,特別是在嫦娥1號、2號的VLBI測定軌中發揮了重要作用?;A設施包括25米射電望遠鏡系統、微波實驗室及各種測試儀器、 25米觀測室及綜合試驗樓等。

 

4、超級計算平臺 

   隨著現代天文學的不斷發展,計算密集型的天文應用對高性能計算提出了更多更高的要求。為此,上海天文臺不斷加大對超級計算環境的建設,并由信息計算中心負責超算平臺日常運維工作,以滿足各個課題組的不同科研需求。 

  經過院“十二五”科學院修繕購置項目的支持,我臺超級計算資源已初具規模。硬件資源主要分為兩類:一類是公共計算平臺,由大規模高性能且具有海量存儲的超級計算設備組成,包括兩個分布式刀片集群(超微I、II)和一臺SGI UV2000服務器,另有約2PB的光纖磁盤陣列用于存儲。其中,超微I集群有600個計算核,總性能約為6400Gflops,總內存1.2TB;超微II集群有512個計算核,總性能約8192Gflops,總內存1.024TB;SGI UV2000SMP系統,256核,總性能約為4915Gflops,總內存1TB。另一類則是為各個課題組托管的高性能資源,包括SGI ALtix4700、Altix4500、Altix3500、SGI2100、IBM刀片集群、聯想深騰1800以及40余臺(套)Sun、HP、Lenovo、Dawning、Dell等多個品牌的各種高性能服務器。軟件資源主要包括Bright Cluster Manager6.0集群管理軟件、IBM Platform LSF作業管理系統、IBM Platform GPFS并行文件系統、Intel編譯器、Matlab、IDL等,還整體部署了一套Paramon高性能計算監控系統用于集群性能的實時監控。 

  作為中科院高性能計算網絡的重要組成部分,上海天文臺超級計算平臺的運維管理遵循資源共享、服務創新和安全高效的基本原則,在保障系統正常運行的情況下提供7x24小時的免費計算服務,為科研人員提供優質、高效、便捷的運行環境和技術支持。截止201410月,超算平臺注冊賬戶已有86個,超算平臺平均使用率超過70%,累計發表和投稿的論文共計27篇,其中SCI論文為23篇,內容涵蓋宇宙大尺度結構和星系形成數值模擬結果的數據后處理、大尺度結構和星系形成的數值模擬、行星流體力學數值模擬、VLBI觀測數據的相關處理、地球動力學觀測數據、衛星觀測數據的處理等多個重要研究領域。 

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