2026年10月27日至31日，中国天文学会2026年学术年会在河北石家庄举行。深空测光、太阳成像和空间目标监测都需要记录像面信号，但对相机提出的要求各不相同。深空测光要获得可重复的光度，太阳成像要尽量保留短时细节，空间目标监测则要把目标位置与观测时刻对应起来。
图1-中国天文学会2026年学术年会开幕式
千眼狼（Revealer）携大面阵背照式sCMOS相机 Gloria 9016 参展。相机采用4096 × 4096像素的单色传感器，像元尺寸9 μm，有效感光面约36.9 × 36.9 mm。
图2-千眼狼（Revealer）携Gloria 9016参展并与天文学者交流
同样是记录微弱光信号，星场测光看重亮度的可重复性，太阳和极光观测看重不同尺度的时间变化，碎片监测和量子通信则还要解决移动目标的定位与跟踪。下文将结合天文典型应用场景阐述Gloria 9016 sCMOS相机在观测实验中的成像价值。
一、深空观测：从星场图像提取差分光变曲线
对于变星监测，同一目标在不同夜晚的亮度能否可靠比较，是判断成像系统是否适用的依据之一。短曝光且读出噪声占主导时，较低读出噪声有利于分帧采集。当夜天光或暗电流的散粒噪声占主导时，继续降低读出噪声的收益有限。曝光时间还受亮星饱和、跟踪误差和目标变化时间尺度约束。
Gloria 9016 标称读出噪声为0.7 e⁻（中位数），支持TEC制冷和最长3600 s曝光。接入望远镜后，可先在计划使用的温度、增益和读出模式下采集偏置、暗场与平场，再用同视场参考星检验差分测光残差。图3给出了这条处理路径。对变星监测而言，跨夜测光的一致性比单张图像的观感更能说明设备是否适用。
图3-深空差分测光处理流程
二、太阳细节：短曝光、行时序与图像重建
太阳光球米粒和活动区中的细结构容易受到地面视宁度影响。观测通常先在目标波段取得一组短曝光帧，再进行配准、质量筛选或斑点重建。帧率描述采样速度，单帧曝光时间则决定在一帧内积累多少信号、能在多大程度上抑制湍流造成的模糊，两者需要分别设定。
Gloria 9016 的12 bit高速模式为44 fps，16 bit HDR模式为26 fps，采用卷帘快门。接入经能量控制和滤光设计的太阳观测光路后，可分别验证逐行曝光时序、目标波段响应和持续采集能力。
图4-太阳短曝光采集与重建的测量流程
三、极光与高层大气：保留弱发光的时间结构
极光形态随时间改变，脉动极光还可能在秒级亮暗起伏之上叠加几赫兹的内部调制。要提取这类变化，需同时考虑所用滤光片透过的辐射成分、单帧信噪比及实际采样间隔。全天空或广角观测还要标定镜头的投影关系，才能把图像上的形态变化转换为天区中的位置变化。
使用Gloria 9016 开展先导测试时，应在实际曝光和温度下评估单帧信噪比、帧间隔与掉帧情况。全天空或广角系统还要标定镜头投影，才能把像素坐标转换为观测方向。形态随时间变化和固定区域内的亮度变化，可分别用图像序列与区域亮度曲线表示。
图5-极光形态与亮度变化
四、近地空间碎片：把角位置与观测时刻对应起来
光学系统通常记录目标反射的太阳光。定点凝视时，快速移动的目标可能相对背景星场形成迹线。随目标跟踪时，残余角速度决定目标在单帧内的拖长量。定位方法应根据目标呈点状还是迹线来选。
Gloria 9016 的通用输入输出接口（GPIO）可外接授时模块。做光学天体测量时，应实测曝光中点相对外部时标的偏差，校正卷帘快门各行的时序差，并利用星场定标将像面坐标转换为观测方向。
图6-空间目标的序列定位与时标校验
五、星地量子通信：信标成像与量子信号探测
星地自由空间量子通信需要在卫星过境期间建立并维持光链路。捕获、瞄准与跟踪系统（APT）根据位置预测和信标光斑估计指向误差，驱动望远镜或快反镜调整光轴。量子接收支路则进行光子事件探测与计时。两条支路共享部分光路，但测量量和时间尺度不同（图7）。
对于地面光学终端，Gloria 9016 可用于信标捕获或光斑监视，量子通讯实例中实际信标波长下的响应、光斑质心误差，以及从曝光到控制输出的延迟和抖动均表现优异。
图7-星地光链路中的信标跟踪和量子信号接收 图7-星地光链路中的信标跟踪和量子信号接收
图8-像面光斑形态演示
六、Gloria 9016参数规格与成像价值
千眼狼（Revealer）Gloria 9016各关联特征在天文学研究中的成像价值如下所述：
关注点关联特征成像价值与验证像场4096 × 4096像素；9 μm像元；36.9 × 36.9 mm感光面搜索星场，实际有效像圈、边缘像质和照度确定可用视场。低照度0.7 e⁻ 读出噪声（中位数）；TEC制冷；曝光最长3600 s按温度、增益和读出模式测噪声、暗电流及测光残差。光谱响应与动态范围QE 95% @450 nm；动态范围104 dB（典型值）在目标波段核对系统响应，并按读出模式验证线性与饱和。序列成像44 fps（12 bit高速）；26 fps（16 bit HDR）；卷帘快门验证行时序、有效采样间隔及数据完整性。外部授时GPIO可外接授时模块实测曝光中点与外部时标之间的偏差及抖动。
七、结语
本届天文学年会上展出的千眼狼（Revealer）Gloria 9016 sCMOS 相机，现场演示了其捕捉多尺度光学动态过程的能力。从恒星的亮度起伏、太阳光球的米粒结构，到极光的快速脉动、近地空间碎片的运动迹线和星地信标的光斑，图像保留了亮度、形态与位置随时间变化的信息。经光度定标、位置测量或时间校准，这些信息可转化为可比较的光变曲线、形态序列和带时标的位置记录，为研究天体与高层大气的动态过程、追踪近地空间目标和分析星地链路的指向变化提供观测依据。
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