2022-09-27
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b5c705663a
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f9da466c96
@ -6,6 +6,28 @@ export default {
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{ text: '全景图', link: 'http://demo.meteoroid.fit/pano/album.html' },
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@ -1,7 +1,4 @@
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# Hello VitePress
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# Meteoroid.fit 文档
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[](https://github.com/quan787/blog_meteoroid_fit/actions/workflows/deploy.yml)
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[getting-started](./getting-started.md)
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docs/meteor/concepts.md
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docs/meteor/concepts.md
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@ -0,0 +1,39 @@
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# 流星探测原理
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前面我们讲了,流星时一类非常独特的天文现象,对流星的观测自然也是独辟蹊径,非常迥异于其他天象。流星的观测大致可以分为射电观测和可见光观测。两个观测手段都有爱好者和专业研究人员参与。
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## 射电观测
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在射电波段,主要观测的是流星和余迹反射的无线电波。无线电波可以是观测者主动发射的(通常称作“流星雷达”),也可以是远处的其他发射源发射的,通常是广播电台或者其他的信标台。而靠流星余迹反射,甚至可以进行远距离通信,有其特定的应用场景。
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射电观测的突出优点是可以昼夜运行。很多流星群的辐射点接近太阳,只在白天升起,不可能在光学波段观测到。也就是说,这些流星雨只发生在白天。雷达观测就发现了很多这样的流星群。另外,射电波段能观测到很暗的流星。例如2012年天龙座流星雨,雷达观测到了ZHR1000的爆发,而可见光的观测到的流星数目却没有什么增加。
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但是,流星雷达对流星的测量不如光学观测精确。由于波长较长等原因,流星雷达只能将流星的位置精确到1km左右的精度,而光学波段可以达到10米。而依赖广播电台的“听”流星,就完全无法测量流星的方位,只能进行计数。此外,射电流星和光学流星的对应关系也并不是很确切。并不是所有光学流星都有无线电回波,这可能与流星轨迹得到朝向有关系;同时,根据一些研究,流星的亮度与雷达反射面积(RCS)有正相关的关系,但残差比较大。
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因为流星雷达技术难度较大,再加上无线电法规的限制,基本没有爱好者涉足。
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## 光学观测
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光学观测是流星观测的重头戏。光学观测使用简单的设备就可以运行,也很容易达到比较高的精度;同时,观测到的结果也更符合人们心目中对于流星的期待,所以更受大家欢迎。因为较高的精度,使用光学观测的数据,还可以进行陨石落点预测、发现新流星群、寻找母体彗星等研究,具有很高的价值。
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在光学观测上,流星有如下特点:
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* **时标短**:流星几乎是我们常见的天文现象中时标最短的。大部分流星持续发光的时间都小于1秒,只有比较亮的慢速流星发光时间会达到几秒钟。在这短短的1秒钟内,我们需要获取流星的轨迹、亮度变化等信息。
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* **随机性**:流星是随机出现的。流星基本来自于行星际空间中的小颗粒,这些颗粒进入地球大气之无法被观测到,自然也无法预测。这就造成我们很难使用望远镜去观测流星,因为望远镜的视场太小。
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* **距离近**:流星开始发光的位置一般在离地面100km左右。相较于其他天体,流星的距离是非常非常近的。在相隔几十千米的位置观测,流星的位置都会明显不同——这就是三角视差。
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我们对在对流星进行光学观测时主要就是围绕着三个特点。因为流星持续时间很短,为了在较短的时间内获取极可能多的数据,拍摄流星的视频是一个很自然的对策。每一帧视频都代表着流星在这个时间点上的位置,视频连起来就得到了轨迹,从中就可以得到流星的速度信息。
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因为流星出现的随机性,为了尽可能多的探测流星,我们只能增加覆盖的天区面积。所以,大部分流星相机都采用的是鱼眼或广角镜头。
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而第三点,其实是流星光学观测的立身之本——通过三角视差,可以很方便的测量流星的三维位置。通常天文观测中,距离很远的天体是很难测距的。即使是离太阳较近的恒星,周年视差都小于1角秒,很难侧准,因此测出来的距离误差很大。对于流星来说,间隔几十公里就可以得到几十度的视差,因此我们就可以综合多个观测站测量到的流星坐标,计算出流星在三维空间中的位置,三个维度都精确到10m的量级。
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如上图所示,同一颗流星在两个观测站看来方向是不同的。单个站点此时只能知道流星的方向,不知道流星的距离,所以对于单个站点来说,流星可能的位置在空间中构成一条射线,流星可能在这条射线上的任意一个位置。但如果我们有两个站点的数据,相当于两条射线,那流星的位置只可能是在这两条射线的交点上,流星的位置就确定了。
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有的人以为确定流星位置需要3个站点的数据,其实两个站点就够了。因为单站观测可以获取两个维度(比如赤经赤纬)的数据,两个站点就有4个已知量,因此可以解出空间位置的3个未知量。
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因此,对流星的光学观测主要方式就是:大视场、视频、多站。大视场可以确保尽可能多的拍到流星;视频观测可以获取流星的速度和光变信息;而多站观测才可以获取流星的三维轨迹。同时,观测站点越多,覆盖的范围越大,观测到的流星也就越多。这就要求我们以适当的间隔布置大量的流星相机,这是一个耗费时间精力的工作,所以爱好者在其中的参与至关重要。
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docs/meteor/image/20220927054348.png
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33
docs/meteor/networks.md
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docs/meteor/networks.md
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@ -0,0 +1,33 @@
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# 世界上的流星监测网络
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自60年代开始,世界各地曾经有许多流星监测网络,尤其在90-00年代,在加拿大、北美、日本和欧洲都有流星检测网在运行。流星监测网使用的相机也从胶片相机发展到模拟信号相机再到数字信号相机,分辨率和精度逐步提升。时至今日,世界上正在活跃的流星监测网络有GMN、CAMS、FRIPON等。
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## GMN
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GMN(Global meteor network)是现在规模最大的流星监测网络。项目2018年由Croatian Meteor Network为前身发起。项目的核心是使用开源硬件和软件建设低成本的流星监测站。网络使用树莓派和IMX290、IMX255等芯片的网络摄像头,配合为之开发的开源软件(RMS),可以实现低成本和快速推广。软件同时也输出兼容CAMS和UFO Orbit的数据。至2021年,网络包含20个国家的共450个站点,共获得220000条流星轨道。
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## CAMS
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CAMS(California All-sky Meteor Surveillance System)是一个历史较为悠久的流星监测网,开始于2000年前后。在2010年,CAMS推出了新的相机硬件设计,使用多个模拟信号摄像头组成阵列覆盖全天,每个摄像头的分辨率为22°×29°。数据格式使用Croatian Meteor Network开发的压缩格式。观测时将整夜的数据进行压缩存盘,再一同处理。
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## FRIPON
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FRIPON(Fireball Recovery and InterPlanetary Observation Network)是主要活跃于欧洲的流星监测网络。至2020年,已经有105个光学站点和25个无线电站点。硬件方面也使用低成本计算机和网络摄像头,使用鱼眼相机覆盖全天。软件方面使用单独开发的Freeture探测流星。由于硬件限制,极限星等不高,专注于较亮的火流星。至2020年,探测到4000颗流星。
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## UFOCAPTURE
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SonotaCo是一个日本的资深爱好者,开发了著名的UFOCapture软件,被诸多小型流星监测网和爱好者使用。但这个软件是闭源收费软件,因此也造成大型流星监测网都使用独立开发的开源软件。这些软件的性能经常与UFO软件相对比。配套的UFOOrbit软件是免费的,因此更广泛地应用于流星定轨,很多流星监测网也提供兼容的数据产品。
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## DFN
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Australian Desert Fireball Network是专注于寻找陨石的火流星监测网络,与其他使用视频摄像头的网络不通,DFN使用单反相机和液晶快门进行流星监测。虽然无法探测暗流星,但足够进行火流星和陨石轨迹的观测。2015和2016年各找到一颗1公斤级的陨石。
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## 一些不活跃的流星网
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* IMONET:至2014年,有450000条流星数据
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* SLOVAK VIDEO METEOR NETWORK:使用像增强器,极限星等很高,但成本也很高,只有两个站点
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* North American Meteor Network:爱好者组织,没有成果发表
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* Tokyo Meteor Network:活跃于90年代
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* Mexican Meteor Network:一个2016年提出的计划,依然采用模拟信号摄像头,有些落后时代
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* Sri Lanka Meteor Network:没有成果发表
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* ASGARD All-Sky Camera Network:加拿大的5个站点,使用模拟信号摄像头,极限星等+1
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