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上海天文台大型天文观测设备
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  1、天马望远镜观测站

  上海65米射电望远镜是中国科学院和上海市的“院市合作”重大项目。本项目的总目标在上海松江佘山基地建设一个国内领先、亚洲最大、国际先进、总体性能在国际上名列前4名的65米口径全方位可动的大型射电天文望远镜系统。 

  上海65米射电望远镜从200810月底立项,20091229日奠基,2010319日开始现场建设,到20121028日落成,历时4年,按计划很好地完成了项目任务各个阶段所涉及的天线系统、接收机系统、主动面系统、终端系统、台站控制、时频系统、测站建设以及天文试观测等任务,依据《上海65米射电望远镜系统第一阶段验收测试大纲》对所有技术指标进行的测试结果表明,上海65米射电望远镜系统所有技术指标均满足或优于任务书中技术指标的要求,实现了我们建设世界级大型射电望远镜的目标。 

  该望射电望远镜高70米、重2700吨,是我国目前口径最大、波段最全的一台全方位可动的高性能的射电望远镜。其工作波长从最长21厘米到最短7毫米共8个波段,涵盖了开展射电天文观测的厘米波波段和长毫米波波段。第一阶段研制内容包括:一架口径65米的地平式射电望远镜系统,并安装有主动面调整系统、4个波段(LSXC)的双极化致冷接收机、VLBI数据采集终端、射电天文观测中断、氢原子钟和时频比对设备等。项目第二阶段在2015年完成后,将具备高频段系统(包括主动面和KuKKaQ波段接收机)的观测能力。 

  上海65米射电望远镜以“亚洲第一射电望远镜建成”入选了中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2012年中国十大科技进展新闻、国家国防科工局组织评选的2012年度国防科技工业十大新闻、2012年上海十大科技进展第一名、2012年度“十大天文科技进展”等。 

  上海65米射电望远镜在201312月圆满完成了嫦娥三号VLBI实时测定轨任务。用上海65米射电望远镜代替上海25米射电望远镜,使我国VLBI观测网的灵敏度提高至2.6倍以上,着陆器ΔDORVLBI时延测量误差由嫦娥二号时的1.77ns rms降至嫦娥三号时的0.67ns rms,以数厘米精度检测出月球车的移动、转弯等动作,以优于1米的精度对月球车进行了相对定位,为嫦娥三号VLBI测定轨做出了卓越贡献。有关成果在Radio Science、中国科学上发表论文多篇。 

  在脉冲星观测研究方面,完成了数字化终端DIBAS的安装调试工作。目前该终端具有非相干消色散和相干消色散功能,既可进行在线周期叠加又可进行搜寻模式的脉冲星观测。为保证脉冲星观测标准化和流程化,设计了一套观测纲要标准化模板,完成了数字化终端和望远镜控制单元的通信,基本实现了观测自动化。利用该系统,已经在LSCX波段成功探测到包括北天周期最短毫秒脉冲星在内的一批重要脉冲星,发现了目前研究热点——“银心磁星”很可能具有周期跃变现象。 2014年下半年将向国内外科学家开放。 

  在谱线观测方面,基本实现了观测自动化,完成了谱线终端的频率校准工作和数据格式转换工作,使得用户能够用谱线处理方面通用的Gildas软件包进行数谱线数据处理。在LCX 波段探测到了包括长碳链分子HC7N在内的许多重要分子的发射,并且在L波段探测到了一些新的羟基脉泽源。 

  天马望远镜的综合性能位于世界前列,加上地理位置优越,位于几个主要VLBI网的交汇处。天马望远镜将大幅度提高国际VLBI网的探测灵敏度,成为中国VLBI网乃至东亚VLBI网的核心,显著提高我国在天体物理前沿课题中的国际地位。天马望远镜已经参加了与美国GBTEVN、东亚网的VLBI试观测,初步体现了其高灵敏度的优势。 

  260cm测距观测站 

 

  60cm激光测距观测站位于上海天文台的佘山观测园区,拥有一台口径为60cm望远镜激光测距仪,安装了不同用途的激光器、接收终端以及激光测距控制、处理软硬件等,可实现对四万公里内空间合作目标(带反射器卫星)全天时厘米级精度观测,以及距离最远二千多公里的非合作目标空间碎片分米级精度观测,是国际激光测距网的主要台站。 

  观测站在国内首先实现了白天激光测距、双波长激光测距、非合作目标激光测距等,国际上率先实现10kHz超高重频率的卫星激光测距以及白天对4万公里同步轨道卫星的kHz重复率测距等技术。先后组织了神舟4号、海洋2号、Compass系列卫星的国际联测任务,承担了国家重大科技基础设施项目中国大陆构造环境监测网络、大口径光电望远镜装备、中科院重大装备和科工局十二五空间碎片专项、激光时间比对等项目。 

 

  3、25米射电望远镜观测站

  1987年建成使用,目前主要承担IVS测地国际VLBI联测、EVNVLBI联测、东亚VLBI联测等,特别是在嫦娥1号、2号的VLBI测定轨中发挥了重要作用。基础设施包括25米射电望远镜系统、微波实验室及各种测试仪器、 25米观测室及综合试验楼等。

 

  4、超级计算平台 

  随着现代天文学的不断发展,计算密集型的天文应用对高性能计算提出了更多更高的要求。为此,上海天文台不断加大对超级计算环境的建设,并由信息计算中心负责超算平台日常运维工作,以满足各个课题组的不同科研需求。 

  经过院“十二五”科学院修缮购置项目的支持,我台超级计算资源已初具规模。硬件资源主要分为两类:一类是公共计算平台,由大规模高性能且具有海量存储的超级计算设备组成,包括两个分布式刀片集群(超微III)和一台SGI UV2000服务器,另有约2PB的光纤磁盘阵列用于存储。其中,超微I集群有600个计算核,总性能约为6400Gflops,总内存1.2TB;超微II集群有512个计算核,总性能约8192Gflops,总内存1.024TBSGI UV2000SMP系统,256核,总性能约为4915Gflops,总内存1TB。另一类则是为各个课题组托管的高性能资源,包括SGI ALtix4700Altix4500Altix3500SGI2100IBM刀片集群、联想深腾1800以及40余台(套)SunHPLenovoDawningDell等多个品牌的各种高性能服务器。软件资源主要包括Bright Cluster Manager6.0集群管理软件、IBM Platform LSF作业管理系统、IBM Platform GPFS并行文件系统、Intel编译器、MatlabIDL等,还整体部署了一套Paramon高性能计算监控系统用于集群性能的实时监控。 

  作为中科院高性能计算网络的重要组成部分,上海天文台超级计算平台的运维管理遵循资源共享、服务创新和安全高效的基本原则,在保障系统正常运行的情况下提供7x24小时的免费计算服务,为科研人员提供优质、高效、便捷的运行环境和技术支持。截止201410月,超算平台注册账户已有86个,超算平台平均使用率超过70%,累计发表和投稿的论文共计27篇,其中SCI论文为23篇,内容涵盖宇宙大尺度结构和星系形成数值模拟结果的数据后处理、大尺度结构和星系形成的数值模拟、行星流体力学数值模拟、VLBI观测数据的相关处理、地球动力学观测数据、卫星观测数据的处理等多个重要研究领域。 

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