[发明专利]GPS同步光子计数的天文选址测光装置及其工作方法

说明书

技术领域    

本发明涉及光强度测量领域，具体涉及一种GPS同步光子计数的天文选址测光装置。本装置能够分布式同步实时测量天文选址中的微弱星光强度。本发明还涉及这种GPS同步光子计数的天文选址测光装置的工作方法。

背景技术    

优良天文台址是发展天文观测学科的关键要素，长期以来国内外许多知名天文学家和研究小组一直在为发现更优良天文台址进行着不懈努力，优良天文台址是确定天文台建设和有效运行天文设备的关键基础性工作，直接关系到重大天文设备的投入决策和长远发展战略。

天文选址是国际天文界发展的重要领域之一，其理论研究和实测技术在近十几年中得到快速发展。天文选址目的：利用小型望远镜获得天文观测成果，实际检验台址条件，避免直接投入大型天文设备的风险，同时提升国际显示度和社会影响力。

2011-2020年我国天文学科发展战略研究报告中明确指出，要重视和积极推进优秀天文台的选址工作；科学地发现和有效利用好优质天文台址，对于安置我国未来大型地面光学、红外和亚毫米观测设备，使我国挤身世界天文与空间强国具有重大战略意义。目前，我国正在进行西部天文天文选址和南极冰穹A天文选址。

西部天文天文选址：2003年国家天文台自主部署启动西部天文战略选址，负责对我国西部地区潜在的优良天文台址进行考察和选择。目前已优选出新疆帕米尔高原卡拉苏和藏西南阿里地区物玛观测点。并于2010年启动阿里狮泉河南选点的建设。

南极冰穹A天文选址：近十年的科学研究表明，南极是地球表面极佳的毫米波、亚毫米波、射电、红外天文的观测站址，南极冰穹A（Dome A）因其特殊的地理位置（海拔4100米、冬季最低气温零下八十多摄氏度），极可能是南极地区最好的天文观测站址。现在，其它国家已经纷纷提出南极天文发展计划。为推动南极天文选址和观测工作的展开，早在2005年6月，在我国天文学家积极筹备南极冰穹A的天文选址和国际合作。

天文光学湍流是天文选址中需要评估、测量的重要参数之一。目前主要有两种方法直接测量天文光学湍流。一种利用星光波前到达角起伏原理测量天文光学湍流，对应的测量仪器有差分图像运动测量仪DIMM。另一种利用星光波前闪耀原理测量天文光学湍流，对应的测量仪器有多孔径闪耀传感器MASS。并且DIMM和MASS已被成功配置到Cerro Tololo，Mauna Kea，Cerro Paranal，30米望远镜选址点、南极Dome C等进行台址测量。

测量星光波前闪耀的关键技术是对微弱星光强度的测量。由于微弱星光是以光子流形式到达测量设备，因此需要使用光子探测设备记录光子流。光子探测设备主要包括光子探测传感器和脉冲计数器。光子探测传感器包括光电倍增管、微通道光电倍增管、硅二极管、硅光电倍增管等。脉冲计数器有日本滨松C8855-01型计数器，日本滨松M9003-01型计数卡等。国内也有类似专利发表，如授予邱健等人的中国专利200510035972.5《基于可编程逻辑的光子计数器》、何重人等人的中国专利200710008120.6《光子计数方法和设备》等。但天文选址中的微弱星光强度的测量需满足分布式同步实时要求。我国尚无成功应用基于GPS分布式同步实时光子计数技术进行天文选址中的微弱星光强度测量，也缺乏对其关键技术的研究。

因此，目前需要一种新的微弱星光强度测量装置，该测量装置能够满足分布式同步实时测量天文选址中的微弱星光强度。而现有技术中尚未出现这种测量装置。

发明内容    

本发明的一个目的是提供GPS同步光子计数的天文选址测光装置，其能够分布式同步实时测量天文选址中的微弱星光强度。本发明还将提供这种GPS同步光子计数的天文选址测光装置的工作方法。

本发明专利的技术方案如下：

一种GPS同步光子计数的天文选址测光装置，设有GPS天线与GPS电路模块，所述的GPS电路模块为本GPS同步光子计数的天文选址测光装置提供精确的基准时间和长期稳定的时钟源，其特征在于，设有光子探测传感器，所述的光子探测传感器与负高压分配模块双向连接；该光子探测传感器的输出接负高压分配模块，成为负高压分配模块的信号输出；该负高压分配模块的高电压输出接光子探测传感器；该负高压分配模块的信号输出接模拟电路模块；该模拟电路模块的输出接数字电路模块；该数字电路模块接计算机；所述的GPS电路模块分别接所述的数字电路模块与串口测试模块；该串口测试模块接计算机。