Linux 天文学 HOWTO

Elwood Downey

John Huggins


$Revision: 1.56 $

版权 © 2000-2007 Elwood Downey 和 John Huggins

$Date: 2007/04/17 02:45:46 $

本文档分享了在天文学研究中使用 Linux 解决方案的技巧和资源。

目录
1. 简介
1.1. 所需知识
1.2. 范围
1.3. 免责声明
1.4. 版本
1.5. 版权
1.6. 贡献
1.7. 翻译
1.8. 关于作者
2. 软件
2.1. 集合
2.2. 行星仪程序
2.3. 便携式和手持应用程序
2.4. 模拟器
2.5. 图像处理
2.6. 数学
2.7. 太阳和月亮
2.8. 库
2.9. 游戏
2.10. 其他
3. 在线工具
3.1. 传统的基于表单的程序
3.2. Java Applets
4. 网络上的天文图像
4.1. 列表
5. 组织机构
6. 硬件控制
6.1. 望远镜控制
6.2. CCD 相机控制
7. 安装帮助
8. 使用 Linux 的项目
9. 修订历史

1. 简介

1.1. 所需知识

在 SuSE、Redhat 和许多其他主要的 Linux 发行版的帮助下，基于 Linux 的系统正变得越来越易于使用。然而，要充分利用 Linux，仍然需要了解一些基本的 Unix 技能。因此，本 HOWTO 将假定读者至少具备使用 Unix 系统的基本知识，包括编译和安装程序的能力。

多年来，我们发现以下一些资源非常有用，包括

  • "Unix 系统实用指南", Mark G. Sobel

  • "Unix 环境高级编程", 已故的 W. Richard Stevens

  • "运行 LINUX", Matt Welsh 等人

  • "LINUX 设备驱动程序", Alessandro Rubini

同样，这不是天文学原理或天文仪器的教程或参考。天文学也许是所有科学中最宏伟的学科，它大胆地尝试理解宇宙本身，运用了广泛不同的学科。您的兴趣将引导您走向许多方向。我们使用过的一些参考文献包括

  • "天文年历的解释性增补", P. Kenneth Seidelmann

  • "用个人电脑进行天文学研究", Peter Duffett-Smith

  • "个人电脑上的天文学", Oliver Montenbruck 等人

  • "球面天文学教科书", W. M. Smart

  • "天文学和天体物理学百科全书", Stephen P. Maran, 编辑。

1.2. 范围

作者将本 HOWTO 的范围定义为主要是一个 Linux 工具索引，这些工具以某种方式适用于天文学研究。我们无意列出一般的 WWW 天文学参考资料。我们自己的兴趣更倾向于技术而不是纯粹的科学，因此我们欢迎其他人在天文学的其他方面发现 Linux 工具并做出贡献。请通过以上地址与我们联系。

1.3. 免责声明

对于本文档的内容不承担任何责任。使用文中的概念、示例和其他内容，风险自负。由于这是本文档的新版本，可能存在错误和不准确之处，当然这可能会对您的系统造成损害。请谨慎操作，尽管这种情况极不可能发生，但作者对由此造成的任何后果不承担任何责任。

所有版权均归各自所有者所有，除非另有明确说明。在本文档中使用某个术语不应被视为影响任何商标或服务标记的有效性。

对特定产品或品牌的命名不应被视为认可。

强烈建议您在进行重大安装之前备份您的系统，并定期进行备份。

1.4. 版本

$Revision: 1.56 $

$Date: 2007/04/17 02:45:46 $

本文档的最新版本始终可在 天文网 上的 天文 HOWTO 中找到。

我们热切欢迎您的建议。请发送至 天文 HOWTO 编辑。

1.5. 版权

版权 2000-2007 Elwood Downey 和 John Huggins 所有。本文件仅可根据 LDP 许可中规定的条款和条件进行分发，但未经作者同意，不得以修改后的形式分发本文件。

在未经作者许可的情况下，可以以任何物理或电子媒介复制或分发完整副本。如果翻译版本包含翻译者署名，则同样允许进行翻译，无需明确许可。允许并鼓励商业再分发；但是，请将任何此类分发通知作者。

在衍生作品包含完整副本或指向完整副本的指针的情况下，可以摘录本文档的内容，无需事先同意。

在所有副本上保留版权声明、作者列表和本许可声明的前提下，特此授予制作和分发本文档完整副本的许可。

简而言之，我们希望通过尽可能多的渠道推广此信息的传播。但是，我们希望保留本 HOWTO 文档的版权，并希望收到有关重新分发本 HOWTO 的任何计划的通知。有关本文档翻译的信息，请参见下文。

1.6. 贡献

当我们追求天文 HOWTO 的目标时，我们将认可为我们提供数据的人们的贡献。

  • Progga - 通过将旧的 linuxdoc 转换为 docbook，帮助我们将本文档带入现代。

1.7. 翻译

由于天文学在很大程度上是一项国际合作，我们鼓励将本 HOWTO 翻译成任何语言。我们只要求以下几点

  • 如果您是翻译人员，请通过上述地址与我们联系，以便我们在此处给予适当的致谢。这样，读者可以立即看到有哪些翻译版本可用，并知道在哪里获取它们。

  • 在您开始翻译工作之前，请从 天文网 的主页获取最新版本的《天文 HOWTO》。

感谢以下人员的翻译工作

1.8. 关于作者

Elwood Downey 在各种天文项目的软件工程方面拥有超过二十年的经验。Downey 先生目前是新墨西哥州 Nasmyth 望远镜 的软件和系统工程师。在 Clear Sky Institute 了解有关 Elwood 的更多信息。

John Huggins 在硬件工程方面拥有超过 20 年的经验，其中包括 8 年与天文观测站项目相关的经验。他还维护着一个拥有 12 年历史的流行天文网站 www.astronomy.net；它包括论坛、AstroGuide 和天文文章。在 John's Site 了解有关 John 的更多信息。

2. 软件

软件部分

2.1. 集合

以下是一些 Linux 天文学软件集合和其他索引的链接。

如果以上内容不符合您的需求，以下链接可能会有所帮助

2.2. 行星仪程序

这里讨论的是在 Linux 上运行的程序，用于在天空中查找自然和人造物体。

  • XEphem 一直是我们其中一人 (Downey) 在过去二十多年中的个人项目。它已发展成为计算天文星历的更强大的交互式工具之一。

  • XSky 由 Terry R. Friedrichsen (terry@venus.sunquest.com) 开发。XSky 本质上是一个交互式星图集。

  • KStars 是 KDE 的桌面行星仪。

  • Skymap 是一个天文绘图程序，由史密森天体物理天文台望远镜数据中心的 Doug Mink 用 Fortran 和 C 为 Unix 工作站编写。

  • Xplns 在您的 X Window 系统显示器上再现真实的星空。

  • Nightfall 是一款用于娱乐、教育和科学的天文学应用程序。它可以生成食双星的动画视图，计算合成光变曲线和径向速度曲线，并最终确定给定食双星系统观测数据集的最佳拟合模型。

  • NOVA 天文学家免费的集成观测环境。

  • Stellarium 是免费的 GPL 软件，可使用 openGL 实时渲染逼真的天空。

2.3. 便携式和手持应用程序

掌上电脑的发展势头强劲。Linux 也已进入这一领域。

  • Clear Sky Institute 为我们带来了适用于 Sharp Zaurus PDA 的 Personal Sky Chart。

2.4. 模拟器

将自己归类为模拟器的程序。

  • Celestia 用于 Windows 和 Unix(Linux) 的太空实时可视化模拟

  • OpenUniverse 在 Windows 和 Linux 中以 3D 模拟太阳系天体

  • ORSA 项目始于 2001 年夏天，最初只是天体力学 C++ 类的简单集合，现在收集了许多通用类、在 Linux/Unix、Mac OS X 和 Windows 下运行的图形界面以及许多教程程序。ORSA 项目正在大力开发中，目前是 beta 质量的软件。

2.5. 图像处理

  • 天文信息处理系统 (AIPS) 是专业天文学家使用的重型工具。AIPS++ 是了解更多信息的地方，但请注意，AIPS Classic 也存在并得到积极维护。

  • 优秀的 GNU 图像处理程序 (GIMP) 是一款出色的程序，可用于处理各种数字图像，并且也可以证明对天文图像有用。

2.6. 数学

  • Numarray 提供了类似于 IDL、Matlab 或 Octave 中的数组操作和计算功能。使用 numarray，可以直接在 Python 中编写许多高效的数值数据处理应用程序，而无需使用任何 C、C++ 或 Fortran 代码（以及在 Python 或 PyRAF 中交互式地进行此类分析）。

  • NumPy 是 Numarray 的后继者。STScI 正在将其所有软件迁移到使用 numpy，并且 stsci_python 和 STSDAS/TABLES 的下一个版本将使用 numpy 代替 numarray。

2.7. 太阳和月亮

令人惊讶的是，许多应用程序只处理太阳和月亮。

  • wmMoonClock 显示相当高精度的月球星历，并在该网站上与其他几个有趣的程序一起列出。此链接似乎已失效，可能很快会被删除。

  • XVMoontool 是一个 XView 应用程序，可实时显示有关月球的信息。

  • XTide 是一个软件包，可以多种格式提供潮汐和洋流预测。可以生成图形、文本列表和日历，或者可以在您的桌面上提供潮汐时钟。

2.8. 库

本节讨论可用于形成专门项目基础的软件片段。

2.9. 游戏

是的，游戏。

  • Orbit - 在 Windows 或 Linux 中成为太空战斗机飞行员。2007 年新闻 - 原始站点域名似乎已丢失，但 Internet 上有存档副本。链接已更改为 Google 搜索 URL。

2.10. 其他

每个列表都需要一个杂项部分，这就是软件部分的杂项。

  • IRAF 是一个庞大但功能异常强大的天文分析系统，在过去 20 多年中由 Doug Tody (前 NOAO) 管理。它积累了来自所有天文数据分析领域的领先天文学家的无数权威贡献。如果您对天文数据缩减有浓厚的兴趣，并且有大量时间投入，那么该系统将给您带来丰厚的回报。

  • PyRAF 是一种新的命令语言，用于运行基于 Python 脚本语言的 IRAF 任务。它使用户能够在具有 Python 所有强大功能和灵活性的环境中运行 IRAF 任务。

  • Nightfall 食双星程序

  • Xplanet 用于地球和其他行星和卫星的非常逼真的渲染程序。使用 X Windows 和 OpenGL。

  • StarPlot 适用于 Linux 的 3 维星图查看器。使用 C++ 和 Gtk+。

3. 在线工具

我知道我们说过我们不会开始列出网站，但这里有一些链接，指向一些提供完全可操作的在线工具的网站，我们认为这些工具特别有用或有趣，可以通过任何平台上的浏览器访问。

3.1. 传统的基于表单的程序

3.2. Java Applets

4. 网络上的天文图像

已经有很多努力允许从任何 Web 浏览器访问天文图像文件类型，例如 FITS。以下是一些提示。

4.1. 列表

哈佛大学的人们有一个图像服务器和图像浏览器列表。

5. 组织机构

6. 硬件控制

越来越多的人使用 Linux 来控制设备。用户范围从野外的业余天文学家到专业天文台。

6.1. 望远镜控制

  • KTelescope 是用于 Meade 基于 LX200 的望远镜的强大客户端/服务器控制库。它使用仪器中性分布式接口 (INDI) 协议。

  • INDI 是一种与仪器无关的分布式接口，用于通过可靠的字节流接口操作任何远程设备。有一个活跃的团队正在 sourceforge.net 的 sourceforge.net 上编写不断扩展的天文相关设备（包括望远镜和相机）的驱动程序列表。

  • Talon，以前的 OCAAS，是适用于 Linux 的完整天文台控制和天文分析系统。

  • XEphem 能够使用仪器中性分布式接口 (INDI) 协议控制多个望远镜和其他设备。

6.2. CCD 相机控制

  • Apogee Instruments Inc 支持其在 Linux 下的专业 CCD 相机系列。

  • Finger Lakes Instrumentation CCD 相机和滤光轮制造商，包括 Linux 驱动程序。

  • SBIG 提供了一些关于在 Linux 下操作其 ST7 和 ST8 CCD 相机的帮助。

  • Linux 上的 CCD 天文学 这些页面描述了在 Linux 下使用天文 CCD 相机进行图像采集和处理的许多方面。

  • Gccd 是一个基于 gnome 的 CCD 相机和滤光轮控制程序。

7. 安装帮助

您需要了解如何使用 Linux 和安装程序，但对于某些程序，可以获得帮助。以下是一些让生活更轻松的方法。

8. 使用 Linux 的项目

以下是使用 Linux 作为其仪器全部或一部分的天文项目列表

9. 修订历史

为了记录本文档的演变历史，我们在 CVS 存储库中对其进行维护。以下是到今天文档的步骤。

$Log: Astronomy-HOWTO.sgml,v $
Revision 1.56  2007/04/17 02:45:46  jhuggins
Removed German translation - dead link and could not find with Google.
Verified all links and corrected many.

Revision 1.55  2005/11/04 01:50:21  jhuggins
Added ORSA and Stellarium.

Revision 1.54  2005/11/04 01:39:35  jhuggins
Added link to Turkish translation, modied some dates and fixed a spelling error.

Revision 1.53  2004/06/21 16:34:49  jhuggins
Re-inserted trailing / on directory based URLs to avoid trailing slash redirect requests from web servers.
https://httpd.apache.ac.cn/docs/misc/rewriteguide.html
http://www.google.com/search?q=html+url+trailing+slash

Revision 1.52  2004/06/21 14:34:24  ecdowney


remove trailing / from all URLs.
tweak URL to order XEphem

Revision 1.51  2004/06/21 06:07:42  ecdowney


add links to INDI reference doc and indi.sourceforge.net group.

Revision 1.50  2004/03/01 13:59:14  jhuggins
Fixed a spelling error reported by Tille.  Thanks Tille.

Revision 1.49  2004/02/25 16:58:10  jhuggins
Added some more links to Python based tools and re-arranged some software listings.

Revision 1.48  2004/02/07 17:58:56  jhuggins
Another ulink fix removing expired attribute 'name.'

Revision 1.47  2004/02/07 17:55:24  jhuggins
Fixed a ulink issue with the Talon link.

Revision 1.46  2004/02/05 01:22:32  ecdowney


Add entry for Talon now that it is GPL

Revision 1.45  2004/01/20 13:51:17  jhuggins
Changed URL of German translation and changed the copyright date.

Revision 1.44  2003/04/21 11:44:17  jhuggins
Adjusted the name of a contributor.

Revision 1.43  2003/04/21 01:58:59  jhuggins
Wholesale changes including several new links, several new sections and a
few corrections to previous information.

Revision 1.42  2003/04/20 19:26:09  jhuggins
Testing CVS keywords in docbook tags.
Revision has no : at the end.

Revision 1.41  2003/04/20 15:45:12  jhuggins
Placed the CVS Log keyword within the screen parameter to avoid troubles.

Revision 1.40  2003/04/20 15:42:13  jhuggins
Added a revision history to the tail end of the document to avoid it cluttering the top.

revision 1.39
date: 2003/04/20 03:58:00;  author: jhuggins;  state: Exp;  lines: +540 -264
First conversion to Docbook.  No content was changed, only the tags.

revision 1.38
date: 2001/08/27 20:45:52;  author: astro;  state: Exp;  lines: +4 -4
Added Michael Moltenbrey's german translation to the list of translators.

revision 1.37
date: 2001/08/19 18:24:25;  author: ecdowney;  state: Exp;  lines: +8 -3
Add gccd

revision 1.36
date: 2001/07/25 19:58:54;  author: astro;  state: Exp;  lines: +26 -7
Added Translator information and fixed a few text format lines.

revision 1.35
date: 2001/06/18 18:48:42;  author: astro;  state: Exp;  lines: +5 -3
Fixed a few more sgml bugs.

revision 1.34
date: 2001/06/18 18:43:42;  author: astro;  state: Exp;  lines: +12 -5
More errors fixed.

revision 1.33
date: 2001/06/18 18:23:11;  author: astro;  state: Exp;  lines: +6 -5
Fixed a few bugs in 1.32.  John

revision 1.32
date: 2001/06/18 18:11:39;  author: astro;  state: Exp;  lines: +19 -4
I added a simulation and games section with a few new links.  I also corrected a few spacing issues.  John.

revision 1.31
date: 2001/06/15 13:37:58;  author: astro;  state: Exp;  lines: +13 -6
Change the working of the Online Tools section, divided up the tools into form based and Java Applet based and added a few new listings.

revision 1.30
date: 2001/06/14 20:17:26;  author: astro;  state: Exp;  lines: +4 -4
Added a space between link for CAOS and its name.

revision 1.29
date: 2001/06/14 20:07:08;  author: astro;  state: Exp;  lines: +5 -5
Removed the word "Linux" from the Yahoo link as this is just Astronomy Software.

revision 1.28
date: 2001/06/14 20:03:18;  author: astro;  state: Exp;  lines: +4 -4
Fixed missing quote in the Yahoo Astronomy Software link.

revision 1.27
date: 2001/06/14 19:59:33;  author: astro;  state: Exp;  lines: +5 -4
Added link to the Yahoo Astronomy Software directory.

revision 1.26
date: 2001/06/14 19:34:32;  author: ecdowney;  state: Exp;  lines: +16 -9
*** empty log message ***

revision 1.25
date: 2001/06/14 18:48:10;  author: astro;  state: Exp;  lines: +47 -49
Changed htmlurl to url so the links appear in the txt file along with the html files. htmlurl suppresses the links in the text.

revision 1.24
date: 2001/06/14 18:29:25;  author: astro;  state: Exp;  lines: +3 -10
Fixed a few links.

revision 1.23
date: 2001/06/14 18:19:24;  author: astro;  state: Exp;  lines: +8 -4
Added a few more general search engine links for specific queries about Astronomy Software Linux

revision 1.22
date: 2001/06/14 18:14:34;  author: astro;  state: Exp;  lines: +13 -3
Added some general search engine links for specific queries about Astronomy Software Linux

revision 1.21
date: 2001/06/13 22:06:47;  author: ecdowney;  state: Exp;  lines: +4 -4
*** empty log message ***

revision 1.20
date: 2001/06/13 18:11:27;  author: ecdowney;  state: Exp;  lines: +5 -5
*** empty log message ***

revision 1.19
date: 2001/06/13 18:05:05;  author: ecdowney;  state: Exp;  lines: +42 -4
*** empty log message ***

revision 1.18
date: 2001/06/13 16:49:06;  author: astro;  state: Exp;  lines: +4 -4
Changed the Copyright to include the year 2001.

revision 1.17
date: 2001/04/10 21:47:17;  author: astrohowto;  state: Exp;  lines: +4 -4
Changed www.astronomy.net to astronomy.net.

revision 1.16
date: 2001/04/10 21:43:43;  author: astrohowto;  state: Exp;  lines: +0 -2
Removed log message.

revision 1.15
date: 2001/04/10 21:42:56;  author: astrohowto;  state: Exp;  lines: +5 -3
Added Log information.

revision 1.14
date: 2001/04/10 21:40:14;  author: astrohowto;  state: Exp;  lines: +4 -4
Changed main HOWTO web site to howto.astronomy.net.

revision 1.13
date: 2000/11/28 15:23:37;  author: astrohowto;  state: Exp;  lines: +6 -4
Revised the Author information.

revision 1.12
date: 2000/11/21 22:00:45;  author: astrohowto;  state: Exp;  lines: +16 -4
Added Projects section and added CHARA to it.

revision 1.11
date: 2000/11/21 21:39:11;  author: astrohowto;  state: Exp;  lines: +14 -7
Added several links and removed one bad one for AstrHorloge.

revision 1.10
date: 2000/11/07 17:22:16;  author: astrohowto;  state: Exp;  lines: +220 -225
Removed a few more text line ending problems.

revision 1.9
date: 2000/09/21 15:55:48;  author: astrohowto;  state: Exp;  lines: +4 -4
Changed the link to XSky after receiving an email from terry Friedrichsen.

revision 1.8
date: 2000/08/14 18:33:47;  author: astrohowto;  state: Exp;  lines: +12 -3
Added Nightfall to plantarium programs.

revision 1.7
date: 2000/08/14 18:16:28;  author: astrohowto;  state: Exp;  lines: +38 -62
Removed line feeds from several of Elwood's paragraphs.
Also added a few suggestions from emails received.

revision 1.6
date: 2000/05/03 22:01:25;  author: astrohowto;  state: Exp;  lines: +15 -3
Added Copyright text.

revision 1.5
date: 2000/05/02 11:59:19;  author: astrohowto;  state: Exp;  lines: +8 -4
Added Linux to the Title and added some contact information. JSH.

revision 1.4
date: 2000/05/02 09:05:20;  author: astrohowto;  state: Exp;  lines: +224 -110
Elwoods additions.

revision 1.3
date: 2000/04/30 15:14:25;  author: astrohowto;  state: Exp;  lines: +4 -3
More RCS

revision 1.2
date: 2000/04/30 14:45:16;  author: astrohowto;  state: Exp;  lines: +5 -0
Added some RCS keywords.

revision 1.1
date: 2000/04/30 14:43:43;  author: astrohowto;  state: Exp;
Initial revision