CN103124291B - 一种智能超新星警报和观测系统 - Google Patents

Abstract

一种智能超新星警报和观测系统，网络实时监视器实时监控世界各地天文台发布的信息，对超新星爆发报告的网页，进行自动筛选过滤出新爆发的超新星信息，将超新星信息输入至超新星筛选子系统；超新星筛选子系统根据输入的超新星信息中的超新星位置、超新星亮度以及台站的地理经纬度信息，筛选出适合观测的超新星并计算出最佳观测时刻和可观测时段以及参考曝光时间，并将适合观测的超新星、最佳观测时刻和可观测时段以及参考曝光时间发送至信息发布子系统；信息发布子系统对接收的信息进行管理，将超新星筛选子系统发送的信息发布给用户或者直接发送至望远镜；用户根据信息中的内容操控望远镜进行观测，或者望远镜直接根据接收的信息自动进行观测，望远镜将观测的数据发送至信息发布子系统进行管理。

Description

一种智能超新星警报和观测系统

技术领域

本发明涉及一种智能超新星警报和观测系统，用于天文台站的超新星后继观测，实现智能选源、观测安排和执行自动观测，特别适用于要求对新增超新星样本有完整的监控，并根据观测需要及时完成观测策略的制定和执行观测的超新星后继观测项目。

背景技术

超新星指的是恒星在″临死前″的一次剧烈爆发，这类爆发是宇宙中最为激烈的天体物理现象之一。整个爆发过程大约只持续一秒钟，但却会释放出1044～1048焦耳的能量。在爆发时恒星光度的变化非常明显，变化幅度超过17个星等，即增亮千万倍以上，可以达到1010倍太阳光度，比一般的星系还要亮。爆发会瓦解恒星，将构成恒星的物质向整个星际空间抛射。超新星爆发的结果或是将恒星物质完全抛射，成为超新星遗迹；或是抛射掉大部分的恒星物质，而留在恒星核心的物质则会塌缩成为中子星或黑洞。

超新星是研究宇宙暗能量和暗物质的良好探针之一，2011年的诺贝尔物理学奖就颁给了超新星观测的宇宙学研究工作。但超新星是一种偶发的天文现象，当发现一颗超新星爆发以后，需要及时地获得信息，并做好后继观测，超新星的后继观测对于超新星的观测和研究具有重要的意义。当前关于超新星观测的主要方向是：观测更多超新星样本和采样覆盖更好的超新星光变曲线。这就要求在观测上，及时全面地发现新爆发的超新星，并及时进行相应的后继观测。当前每天几乎都有新爆发的超新星发现报告，随着世界各大型超新星巡天(发现超新星)项目的投入，越来越多的超新星被发现。因此，当前单纯的手工去寻找要观测的超新星，制定观测计划，并发送给台站上的望远镜进行及时高效地跟踪观测，对于天文学来说是一件繁重的工作。

智能超新星警报和观测系统就是帮天文学家完成监控新爆发的超新星、智能选取适合观测的目标源、计算观测所需的辅助信息、实时将信息传递给用户和望远镜，从而完成高效的超新星后继观测。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种智能超新星警报和观测系统，该系统能够对超新星爆发目标进行智能监控和筛选，并对用户进行预警，能够实现新爆发超新星预警、后继观测、观测数据收集及管理的完整超新星警报和观测过程的高效循环。

本发明的技术解决方案是：一种智能超新星警报和观测系统，包括网络实时监视器、超新星筛选子系统和信息发布子系统；

网络实时监视器实时监控世界各地天文台发布的信息，对超新星爆发报告的网页，进行自动筛选过滤出新爆发的超新星信息，将超新星信息输入至超新星筛选子系统；

超新星筛选子系统根据输入的超新星信息中的超新星位置、超新星亮度以及台站的地理经纬度信息，筛选出适合观测的超新星并计算出最佳观测时刻和可观测时段以及参考曝光时间，并将适合观测的超新星、最佳观测时刻和可观测时段以及参考曝光时间发送至信息发布子系统；

信息发布子系统对接收的信息进行管理，将超新星筛选子系统发送的信息发布给用户或者直接发送至望远镜；用户根据信息中的内容操控望远镜进行观测，或者望远镜直接根据接收的信息自动进行观测，望远镜将观测的数据发送至信息发布子系统。

所述的最佳观测时刻及可观测时段计算步骤如下：

第一步，根据超新星位置、台站的地理经纬度信息、要求的地平高度计算可观测时角范围HA_alt；

第二步，计算确定观测日的儒略日数JDN；

第三步，根据第二步中的儒略日数JDN，计算午夜时刻的恒星时ST_mid；

第四步，根据第三步中的ST_mid以及第一步中的HA_alt，计算确定观测日的最佳观测时刻和可观测时段。

所述第四步中的最佳观测时刻和可观测时段计算公式分别如下：

$\mathrm{obstime}=\frac{\mathrm{longit}}{15\×366.24}+\frac{265.24}{366.24}(\mathrm{RA}-\mathrm{ST}\_\mathrm{mid})\mathrm{obsperiod}=\mathrm{obstime}\±\frac{365.24}{366.24}\mathrm{HA}\_\mathrm{alt}$

其中，longit为台站的地理经度(单位为度)，RA为超新星的赤经(单位为小时)。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)实时全面高效的获取超新星数据

本发明可以针对世界上所有台站发布的超新星网站进行实时监控，实现全面高效地收集新爆发的超新星数据。系统中的网络实时监视器利用对于文件流的获取和筛选技术，通过分析关键字和特征数据流信息，从而获取所有新爆发超新星的信息。

(2)超新星筛选子系统根据观测者的需求智能判断；

本发明所采用超新星筛选子系统能根据观测者的需求(台站的地理位置、超新星的亮度等信息)智能筛选出要观测的超新星，并给出最佳观测时间和参考曝光时间，为智能安排观测计划提供服务。设计的智能判断和计算主要包括：①亮度和台站可观测范围判断；②计算最佳观测时间和时段；③计算参考曝光时间。通过这些详细的计算，并根据计算的结果为观测者提供可靠而有效的判断。

(3)通过多种手段、多种途径将警报信息传给用户和望远镜，保证警报链路的可靠性。

本发明采用了超新星筛选子系统筛选出可观测超新星列表和计算出相关观测所需的信息，通过手机短信警报子系统、动态网页生成子系统和基于ZeroMQ的消息实时传输子系统三条途径将相关观测信息传递到用户和望远镜。用户端可通过智能手机和手机警报子系统主动获取信息，并可同时上网查询本系统自动生成的网页，获取更详细的观测所需信息。这里的手机警报子系统适用于非智能手机和智能手机构成一个并行的链路。望远镜除具有人工方式接受用户端的观测指令，还可以进行自动观测，从多个传输链路保证了观测警报信息的传输与执行。

总之，本发明的这种智能超新星警报和观测系统实现为超新星这种偶发天体的及时跟踪与观测提供保障，为天文学进行超新星的观测研究提供了高效实用的观测手段。

附图说明

图1为本发明的系统组成框图；

图2为本发明的网络实时监视器原理框图；

图3为本发明的超新星筛选系统原理框图；

图4为本发明的最佳观测时间与可观测时段的计算流程图；

图5为本发明动态网页生成子系统的原理框图；

图6为本发明的网页子系统中的数据库表结构图；

图7为本发明的网页显示观测超新星信息图；

图8为本发明的太阳在不同地平高度时台站本地时的计算流程图；

图9为本发明的月出、月落台站本地时的计算流程图；

图10为本发明的基于ZeroMQ的消息时实传输子系统的原理图；

图11为本发明的手机警报子系统的原理图；

具体实施方式

如图1所示，本发明包括网络实时监视器、超新星筛选子系统和信息发布子系统(手机短信警报子系统、动态网页生成子系统、基于ZeroMQ的消息实时传输子系统、智能手机警报子系统)。本系统通过网络实时监视器对世界各地天文台发布的信息进行自动筛选过滤出新爆发的超新星信息，作为超新星筛选子系统的输入，超新星筛选子系统对从网络实时监视器上获取的信息进行自动计算和判断，主要判断超新星的亮度和位置是否在台站的观测范围，并计算最佳观测时刻和可观测时段以及参考曝光时间，将上述信息发送至信息发布子系统；信息发布子系统对接收的信息进行管理，将超新星筛选子系统发送的信息发布给用户或者直接发送至望远镜；用户根据信息中的内容操控望远镜进行观测，或者望远镜直接根据接收的信息自动进行观测，望远镜将观测的数据发送至信息发布子系统。

本发明的望远镜的自动观测响应，主要通过安装ZeroMQ传输协议的订阅端驻守程序接收超新星的相关信息，并根据台站的实际天气情况和当前时间情况自动生成观测指令，当台站进入最佳观测时段时，即触发该观测指令进行自动观测。望远镜另一部分的功能是当用户获取消息后进行人工的方式进行望远镜的观测控制操作。

下面对上述各部分的具体实现做详细的说明，具体如下：

一、网络实时监视器

实时监控世界各地天文台发布的信息，对超新星爆发报告的网页，进行自动筛选过滤出新爆发的超新星信息，将超新星信息输入至超新星筛选子系统；

如图2所示，本发明的网络实时监视器，通过实时监测世界各天文台站发布的新爆发超新星信息，通过自动的筛选过滤出相关超新星的信息，主要包括：Name(名称)、RA(赤经)、Dec(赤纬)、Mag(星等)、Type(类型)、DiscoveryDate(发现日期)、image(观测图像)、Fchart(证认图)。其中，Image与Fchart可为空。

上述自动筛选可以通过数据流的获取与关键字的查找等技术手段实现。例如可以利用Python语言建立处理器opener＝openerDirector()对象，再加入一个对象opener.add_handler(h)，使用handler类打开方法，获取至本地的“文件流”对象，再使用“文件流”的read()获取内容。最后，通过筛选过滤出有关超新星的信息。

主要重点监测的超新星发现报告网站为：①ROTSE光学瞬变源搜索项目：http://www.rotse.net/rsvp/；②最新超新星发布网站：

http://www.rochesterastronomy.com/supernova.html；③Catalina光学瞬变源实时巡天网站：http://nesssi.cacr.caltech.edu/catalina/Allns.html。通过文件流的获取和筛选技术获取相应数据流，分析关键字和特征数据流信息，从而获取所有新爆发超新星的信息。

二、超新星筛选子系统

超新星筛选子系统根据输入的超新星信息中的超新星位置、超新星亮度以及台站的地理经纬度信息，筛选出适合观测的超新星并计算出最佳观测时刻和可观测时段以及参考曝光时间，并将适合观测的超新星、最佳观测时刻和可观测时段以及参考曝光时间发送至信息发布子系统；

如图3所示，超新星筛选系统的具体过程为：(1)判断超新星的亮度和位置是否在台站的观测范围，这主要通过两方面判断：①星等判定，星等值mag小于台站望远镜的极限星等(极限星等记为limit_mag，即mag＜limit_mag)；②位置的限定，可观测超新星的位置在一定的地平高度上即是否落入台站可观测天区的范围，可由下式给出：ALT＝90-|Dec-lat|＞40，其中，ALT为地平高度，Dec为超新星赤纬值，lat为台站的地理纬度。按一般的天文观测要求，选取地平高度必须大于40度。(2)计算出可测的时间段和计算最佳观测时间点及最佳观测时间点时的地平高度。(a)超新星可观测时段的计算(即要计算出什么时间适合观测，为启动望远镜观测提供参考)：具体计算过程如图4所示。(b)最佳观测点时的地平高度计算：由已知的超新星赤纬值Dec、台站的地理纬度值lat和HA_alt＝0(即为超新星在中天时的时角)代入式(1)，即可计算出地平高度coalt。(c)参考曝光时间估算：超新星观测的曝光时间，取决于要求的信噪比，仪器的探测性能以及天气因素等。只考虑通常的天气状况，利用如下的经验公式给出参考曝光时间供观测时参考。其中mag为超新星的星等，R为望远镜的有效口径的直径值(单位：厘米)，曝光时间t的单位为秒。

如图4所示，本发明的最佳观测时间与可观测时段的计算流程为：

①可观测时角范围的计算：计算公式如(1)式所示，其中，输入参量Dec超新星的赤纬，coalt是地平高度值(指最低的地平高度限制，一般取40度)，lat为台站的地理纬度。

$\mathrm{HA}\_\mathrm{alt}=\arccos \left[\frac{\sin \left(\mathrm{coalt}\right)-\sin \left(\mathrm{Dec}\right)\sin \left(\mathrm{lat}\right)}{\cos \left(\mathrm{Dec}\right)\cos \left(\mathrm{lat}\right)}\right]---\left(1\right)$

②JDN(儒略日数)则由下式给出：

$\mathrm{JDN}=\mathrm{dd}+\mathrm{int}\left(\frac{153C+2}{5}\right)+365B+\mathrm{int}\left(\frac{B}{4}\right)-\left(\frac{B}{100}\right)+\left(\frac{B}{400}\right)-32045$

其中A，B，C代表下式，

B＝yy+4800-A，C＝mm-12A-3，yy，mm，dd分别为年月日，int为取整号。

儒略日JD的计算公式由下式得出：

$\mathrm{JD}=\mathrm{JDN}+\frac{\mathrm{hh}-12}{24}+\frac{\min }{1440}+\frac{\mathrm{ss}}{86400}---\left(2\right)$

其中，hh，min，ss分别为小时、分钟和秒，

③午夜时恒星时计算公式如下，

$T=\frac{(\mathrm{JDN}-2451544.5)}{36525},$

sg＝(24110.54841+8640184.812866T+0.093104T²-6.2×10^-6T³)×86400，

ST_mid＝24(sg-int(sg))                        (3)

如果ST_mid＜0，则ST_mid＝ST_mid+24。

④最佳观测时间和超新星可观测时段计算：最佳观测时间公式， $\mathrm{obstime}=\frac{\mathrm{longit}}{15\×366.24}+\frac{265.24}{366.24}(\mathrm{RA}-\mathrm{ST}\_\mathrm{mid}),$ 其中，longit为地理经度，计算的结果为修正后的观测站的本地时间。可观测的时段为：

$\mathrm{obsperiod}=\mathrm{obstime}\±\frac{365.24}{366.24}\mathrm{HA}\_\mathrm{alt}.$

三、信息发布子系统

信息发布子系统对接收的信息进行管理，将超新星筛选子系统发送的信息发布给用户或者直接发送至望远镜；用户根据信息中的内容操控望远镜进行观测，或者望远镜直接根据接收的信息自动进行观测，望远镜将观测的数据发送至信息发布子系统。

上述信息可以通过以下三条信息链路传输给用户：

1)通过手机短信警报子系统将超新星筛选子系统的信息直接传给用户，用户可以根据需要直接启动望远镜进行超新星后继观测，这种信息传输方式对用户的手机型号不做要求；

2)通过动态网页生成子系统将超新星筛选子系统的信息在网页上进行显示，用户在网页上对信息进行判读；

3)通过基于ZeroMQ的消息实时传输子系统传给智能手机警报子系统，用户从智能手机上直接获取超新星信息，这种信息传输形式需要用户手机为智能手机。

用户通过以上三个信息链路获取信息，根据信息启动望远镜进行超新星后继观测，确保了观测的实时高效。

(1)动态网页生成子系统

如图5所示，本发明的动态网页生成子系统，首先将超新星的信息登记到数据库，以MySQL为平台开发的数据库结构如图6所示：主要包含两个数据表，即管理超新星的数据表(SNeTable)和观测的数据表(ObsTable)。两表通过字段id进行关联。该数据库还担负着观测数据的管理功能。SNeTable表的各字段意义与上面提到的超新星信息里的意义相同，ObsTable表的各字段意义为：id为每颗超新星的唯一标识号，ObsDate为数据观测日期，ImageData为观测的图像数据存放目录，ObsLog为观测情况记录，ProcessLog为数据处理情况记录。然后，本子系统将数据中的超新星部分内容显示到动态刷新的网页上。

网页所要显示的内容为：观测台站当天的基本信息(见表1)和超新星相关的观测信息。

如图7所示，本发明的网页显示观测超新星信息，包括：超新星名称(Name)、赤经(RA)、赤纬(Dec)、星等(Mag)、发现日期(DiscoveryDate)、最佳观测时间段(ObsTime)。其中，最佳观测时间由以上“超新星筛选子系统”给出计算结果，每天都需要刷新最佳观测时间。其余字段可直接由输入的数据和数据库ObsTable表中的内容读出。其中的实心三角为弹出窗口按钮，点击此按钮会弹出相关内容窗口。

表1观测台站当天的基本信息

如上表所示，本发明的网页显示台站信息结构，台站的相关信息为：日出日落本地时，太阳在地平下-6度、-12度和-18度时的晨昏台站本地时，以及月出本地时、当天月相和午夜的恒星时。具体的计算如下：

(a)计算太阳在不同地平高度，即日出、日落和太阳在地平下-6度、-12度和-18度时的晨昏时刻的台站本地时间，其过程如图8所示：

如图8所示，本发明的太阳在不同地平高度时台站本地时的计算流程：

①计算太阳在天球上的位置，计算公式如下：

Dec_sun＝arcsin(z)

其中，式中的各参数由以下各式算出，

L＝280.460+0.9856474n

g＝357.528+0.9856003n

lambda＝L+1.915sin(g)+0.020sin(2g)

epsilon＝23.439-0.0000004n

x＝cos(lambda)

y＝cos(epsilon)sin(lambda)

z＝sin(epsilon)sin(lambda)

n＝JD_mid-2451545

JD_mid为午夜时刻的儒略日，可根据已知条件由公式(2)计算给出。

②计算各地平高度时太阳的时角，可由以下各式顺序算出，首先由下式计算出horizC，

$\mathrm{horizC}=-(0.83+\frac{2\mathrm{elev}}{6378137}\frac{180}{\mathrm{\π}})---\left(4\right)$

其中elev为台站的海拔高度。然后，将上面计算得出的太阳位置坐标：

Dec＝Dec_sun，已知的台站地理纬度lat，和太阳地平高度 $\mathrm{coalt}=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{horizC}\\ -6\\ -12\\ -18\end{array}\right.,$ 代入式(1)，即可计算出太阳的时角HA_alt的相应四个值。

最后，不同太阳地平高度时的台站本地时(TimeOfSunPos)可由下式算出：

$\mathrm{TimeOfSunPos}=12\±\frac{365.24}{366.24}(\mathrm{HA}\_\mathrm{alt})$

式中的“+”傍晚不同太阳地平时的相应本地时，“-”为早晨不同太阳地平时的相应本地时。

(b)午夜恒星时的计算则由公式(3)给出。

(c)月出月落的台站本地时计算，计算过程如图9所示。

(d)月相计算：计算月相使用月亮被太阳照亮的比例表示，计算公式如下：

Moonillfrac＝0.5(1-theta)，

其中theta由下式计算得出：

theta＝arccos(cos(RA_sun)cos(Dec_sun)cos(RA_moon)cos(Dec_moon)

+sin(RA_sun)cos(Dec_sun)sin(RA_moon)cos(Dec_moon)

+sin(Dec_sun)sin(Dec_moon))

当特殊情况时，即同时符合下列条件时 $\left\{\begin{array}{c}\mathrm{theta}<1.0e-5\\ |\mathrm{Dec}\_\mathrm{sun}|<(\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}-0.001)\\ |\mathrm{Dec}\_\mathrm{moon}|<(\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}-0.001)\end{array}\right.,$ theta由下式计算：

$\mathrm{theta}=\mathrm{sqrt}{(\left((\mathrm{RA}\_\mathrm{moon}\_\mathrm{RA}\_\mathrm{sun})\cos \left(\frac{(\mathrm{Dec}\_\mathrm{sun}+\mathrm{Dec}\_\mathrm{moon})}{2}\right)\right)}^2$

$+{(\mathrm{Dec}-\mathrm{moon}-\mathrm{Dec}\_\mathrm{sun})}^2)$

如图9所示，本发明的月出、月落台站本地时的计算流程：

①本地恒星时计算由下式得出，

$\mathrm{LST}\_\mathrm{mid}=\mathrm{ST}\_\mathrm{mid}+\frac{\mathrm{longit}}{15\&times;365.24}$

其中ST_mid由公式(3)计算得出，longit台站的地理经度，单位为度(东经为负，西经为正)。

②计算月亮位置：月亮在天球的位置由下式算出，

Dec_moon＝arcsin(n1)

式中的各参数分别由以下各式按顺序算出，

$\frac{\mathrm{JD}\_\mathrm{mid}-2451545}{36525}$ (其中JD_mid为午夜儒略日，由公式(2)可算出)，

lambda＝218.32+481267.883T+6.29sin(134.9+477198.85T)

-1.27sin(259.2-413335.38T)+0.66sin(235.7+890534.23T)

+0.21sin(269.9+954397.70T)-0.19sin(357.5+35999.05T)

-0.11sin(186.6+966404.05T)

beta＝5.13sin(93.3+483202.03T)+0.28sin(228.2+960400.87T)

-0.28sin(318.3+6003.18)-0.17sin(217.6-407332.20T)

pie＝0.9508+0.0518cos(134.9+477198.85T)

+0.0095cos(259.2-413335.38T)

+0.0078cos(235.7+890534.23T)

+0.0028cos(269.9+954397.70T)

$\mathrm{dis}\tan \mathrm{ce}=\frac{1}{\sin \left(\mathrm{pie}\right)}$

$\left\{\begin{array}{c}l=\cos \left(\mathrm{beta}\right)\cos \left(\mathrm{lambda}\right)\\ m=0.9175\cos \left(\mathrm{beta}\right)\sin \left(\mathrm{lambda}\right)-0.3978\sin \left(\mathrm{beta}\right)\\ n=0.3978\cos \left(\mathrm{beta}\right)\sin \left(\mathrm{lambda}\right)+0.9175\sin \left(\mathrm{beta}\right)\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}x=l*\mathrm{dis}\tan \mathrm{ce}\\ y=m*\mathrm{dis}\tan \mathrm{ce}\\ z=n*\mathrm{dis}\tan \mathrm{ce}\end{array}\right.$

$\left\{\begin{array}{c}x1=x-\cos \left(\mathrm{lat}\right)\cos \left(\mathrm{deg}(\mathrm{LST}\_\mathrm{mid})\right)\\ y1=y-\cos \left(\mathrm{lat}\right)\sin \left(\mathrm{deg}(\mathrm{LST}\_\mathrm{nud})\right)\\ z1=z-\sin \left(\mathrm{lat}\right)\end{array}\right.,$

其中函数deg()为将时分秒单位转化为度的单位。

topoDist＝sqrt(x1²+y1²+1²)

$\left\{\begin{array}{c}l1=\frac{x1}{\mathrm{topoDist}}\\ m1=\frac{y1}{\mathrm{topoDist}}\\ n1=\frac{z1}{\mathrm{topoDist}}\end{array}\right.$

③月出月落台站本地时间计算：将已知量Dec_moon，台站地理纬度lat，coalt＝horizC(horizC由公式(4)计算得出)，代入式(1)，计算出月亮的HA_moon＝HA_alt。月出、月落的时间则由下式得出：

t_moon＝RA_moon-LST_mid±HA_moon(其中，“+”为月落时间，“-”为月出时间)。

(2)基于ZeroMQ的消息实时传输子系统

如图10所示，本发明的基于ZeroMQ的消息实时传输子系统，主要是利用ZeroMQ快速高效传输层，按照Publisher(发布)&Subscriber(订阅)模式建立起来的通信环境框架，进行实时信息传输，确保每次发出/收到的都是一个消息块，保证了消息传递的快速高效性。同时pub-sub框架能实现多用户及时的消息传递。超新星的相关信息，即名称(Name)、赤经(RA)、赤纬(Dec)、星等(Mag)、类型(Type)、发现时间(DiscoveryDate)、最佳观测时段(Obstime)等通过消息发布子系统发出用户的智能手机接和望远镜均可订阅接收此信息。总来说，任何安装有订阅软件和互联网连接的用户均可订阅此消息并接收。

(3)智能手机警报子系统

本发明的智能手机警报子系统即在智能手机上安装ZeroMQ传输协议的订阅软件(即利用ZeroMQ提供的Subscriber库函数实现)，通过订阅接收消息发布Publisher端通过互联网发送的超新星信息，并通过声音和弹出窗口方式警示用户新消息的到来。用户可以根据警示去浏览本系统自动生成的网页内容，从而获取更详细的信息来指导观测。

(4)手机短信警报子系统

如图11所示，本发明的手机短信警报子系统，即指没有智能手机上网功能的手机，在手机上无法安装ZeroMQ订阅端软件的手机实现警报服务。主要通过基于smtplib的自动电子邮件发送系统将超新星相关信息通过电子邮件自动发送到用户的手机邮箱，再利手机邮件箱的自动报警功能以短信的方式发送给普通手机用户。本发明巧妙利用了手机邮箱的自动短信服务功能，使得不具备上网功能的手机也能通过手机网络收到实时的警报信息。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (1)

1.一种智能超新星警报和观测系统，其特征在于：包括网络实时监视器、超新星筛选子系统和信息发布子系统：

网络实时监视器实时监控世界各地天文台发布的信息，对超新星爆发报告的网页，进行自动筛选过滤出新爆发的超新星信息，将超新星信息输入至超新星筛选子系统；

超新星筛选子系统根据输入的超新星信息中的超新星位置、超新星亮度以及台站的地理经纬度信息，筛选出适合观测的超新星后，根据超新星的星等mag、望远镜的有效口径的直径值R计算曝光时间t，并根据超新星的赤纬Dec、台站的地理经纬度lat、地平高度值coalt计算可观测时角范围HA_alt为

$\mathrm{HA}\_\mathrm{alt}=\arccos \left[\frac{\sin \left(\mathrm{coalt}\right)-\sin \left(\mathrm{Dec}\right)\sin \left(\mathrm{lat}\right)}{\cos \left(\mathrm{Dec}\right)\cos \left(\mathrm{lat}\right)}\right],$

其中，地平高度值coalt一般取40度，

计算儒略日数JDN为

$\mathrm{JDN}=\mathrm{dd}+\mathrm{int}\left(\frac{153C+2}{5}\right)+365B+\mathrm{int}\left(\frac{B}{4}\right)-\left(\frac{B}{100}\right)+\left(\frac{B}{400}\right)-32045$

其中，B＝yy+4800-A，C＝mm-12A-3，yy、mm、dd分别为年、月、日，int为取整号，

计算儒略日JD为

$\mathrm{JD}=\mathrm{JDN}+\frac{\mathrm{hh}-12}{24}+\frac{\min }{1440}+\frac{\mathrm{ss}}{86400}$

其中，hh、min、ss分别为小时、分钟和秒，

计算ST_mid＝24(sg-int(sg))并判断，如果ST_mid＜0，则午夜时刻恒星时为ST_mid＝ST_mid+24；如果ST_mid≥0，则午夜时刻恒星时为ST_mid，其中，

$T=\frac{(\mathrm{JDK}-2451544.5)}{36525},$

sg＝(24110.54841+8640184.812866T+0.093104T²-6.2×10^-6T³)×86400，

根据ST_mid以及HA_alt确定观测日的最佳观测时刻和可观测时段为

$\mathrm{obstime}=\frac{\mathrm{longit}}{15\&times;366.24}+\frac{265.24}{366.24}(\mathrm{RA}-\mathrm{ST}\_\mathrm{mid})$

$\mathrm{obsperiod}=\mathrm{obstime}\&PlusMinus;\frac{365.24}{366.24}\mathrm{HA}\_\mathrm{alt}$

其中，曝光时间单位为秒，望远镜R的有效口径的直径值单位为厘米，longit为台站的地理经度，单位为度，RA为超新星的赤经，单位为小时，并将适合观测的超新星、最佳观测时刻和可观测时段以及参考曝光时间发送至信息发布子系统；

信息发布子系统对接收的信息进行管理，将超新星筛选子系统发送的信息发布给用户或者直接发送至望远镜；用户根据信息中的内容操控望远镜进行观测，或者望远镜直接根据接收的信息自动进行观测，望远镜将观测的数据发送至信息发布子系统。