国家天文科学数据中心|极地考察船上的全天相机长啥样？
你有没有想过 ， 被广泛认定为vlog神器的全景相机 ， 其实是可以用来参与科研工作的？
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图1.全景相机（图源：google）
比如全天云图观测 。 获取全天无死角的全天空图像是测量全天空云的前提 。 近些年来 ， 数字图像采集设备和数字图像处理技术得到迅猛发展 ， 国内外涌现了许多地基云全天空观测设备 。
还比如我国的极地科考船“雪龙”号上 ， 也有一台这样的全天观测相机 。
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图2.整装待发的雪龙号（图源：国家天文科学数据中心）
雪龙号从1994年代替“极地”号服役 。 截止到2018年 ， 雪龙号共成功完成8次北极航行和34次南极航行 ， 是我国南北极科考的重要组成部分 ， 并且承担着大量的南北极科考任务 。 雪龙号每年进行两次极地科考 ， 航行期间 ， 雪龙号将穿越全球不同纬度地区 ， 抵达极地后开展科考作业 。
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图3.上：雪龙号第8次北极航行航线; 下：雪龙号第34次南极航行航线（图源：极地视线http://polarscanner.org/）
为了用于科研工作的观测设备 ， 其要求自然要比民用级别的vlog全景相机高得多 。 想要保证设备能够在雪龙号上正常稳定的工作 ， 防水性能、低温耐受性能、高温耐受性能、除露除霜性能以及成像防抖性能等等 ， 每一项都不能含糊 。
诶？极地科考设备为什么还要耐高温？
这是因为全天科研相机在去往极地的路上就要工作了 。 以南极路线为例 ， 雪龙号航行期间将穿越温带、亚热带、热带、寒带等不同气候带 ， 期间设备需要能承受60℃至-30℃的高温和寒冷 。
不仅如此 ， 设备还需要具备自动除霜的能力 ， 防止高湿度和高盐分腐蚀的能力 ， 以及应对船体颠簸和西风带强气流的抗震能力 。
那么 ， 这样一台被各种要求的相机到底长什么样呢？
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图4.QHY5III174相机与Sony IMX174 Exmor CMOS图像传感器（图源：国家天文科学数据中心）
整套设备的核心是经过特殊定制的QHY5III174相机 ， 搭载Sony IMX174 Exmor CMOS图像传感器 。 同时在外部进行了严格的防水、防尘、温控、干燥、防抖系统设计 。 同时设备与自研的数据平台相连 ， 保证数据可以快速分析与共享 。
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图5.雪龙号全天相机装置实拍（图源：国家天文科学数据中心）
【国家天文科学数据中心|极地考察船上的全天相机长啥样？】下面这个加速的视频片段展现了雪龙号在航行中的一天 ， 经历了哪些气象 ， 来感受一下吧！
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晴
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少云
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多云
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露
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雪
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夜
图6.一图看万千气象（图源：国家天文科学数据中心）
2018年 ， 雪龙号成功完成了第8次北极科考和第34次南极科考 。 无论昼夜 ， 无论晴雨 ， 全天相机始终在它的位置上 ， 默默记录着周围的变化 ， 正如默默旅行的雪龙号和科考队成员们 。 正是因为有他们的存在 ， 我们才能更多感受到这个世界的变化与波澜 。
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图7.雪龙号上的全景相机（图源：国家天文科学数据中心）
参考文献：
《雪龙号极地科考船全天相机系统的设计与研究》 ， 崔顺 ， 2019年4月 ， 硕士毕业论文 ， 北京工业大学
《基于卷积神经网络的全天空地基云图分类研究》 ， 崔顺 ， 许允飞 ， 苏丽颖等 。 天文研究与技术 ， 2019, Vol. 16(2): 225-235
作者简介
李丁也 ， 摄影爱好者兼天文爱好者 ， 长期从事天文摄影及特殊题材摄影和科普工作 ， 曾与央视直播等媒体合作进行天文摄影和直播活动 。
主编：石硕
轮值主编：崔辰州
责编：万昊宜、袁凤芳
编辑：赵宇豪、柒柒
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《中国国家天文》杂志
9月纸刊 火山篇
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