一种小视场照象天体定位方法的理论基础

本文利用了小视场照象象场畸变小的长处,解出可应用于小视场的天球球面坐标与底片理想坐标的简化关系式ξ=(α-A)·cosδ,η=δ-D。研究了小视场底片上天体的相互关系的变化,并讨论了怎样将众多小视场图象联结成包含有标准星、特测星的大视场天区的可能性,从数学上“微分”的概念出发,给出一种近似定位方法的理论计算证明。这种方法特别适用于新兴的光电器件(如电荷耦合器件CCD),可以充分发挥其量子效率高的长处,又解决了应用于照象天体测量的视场过小的缺点,能仅仅使用这类装置快速、准确地测定待测天体的位置。尤其对暗天体的定位可以显出这一方法的长处。     

图象中噪声的统计特性和模型

本文描述了图象中的噪声特性,着重讨论了与信号有关的噪声的模型及其统计特性,特别是颗粒噪粒噪声和光电散粒噪声。指出磁带记录噪声是一种与信号有关的噪声。在Naderi和Sawchuk图象中噪声模型的基础上,针对CCD摄象机的图象数字化,提出了底片数字化图象的模糊和退化模型。     

1.2m望远镜卫星跟踪定位精度的实测与分析

用1.2m地平式望远镜加装的视频CCD、计算机图象数据采集卡及其运用数据处理软件,对2000年4月17日观测视角速度比较快的激光卫星Topex进行了实测及结果分析.每组资料数据为10帧图象,在当天晚上的跟踪观测过程中取得32组数据,用一个二次多项式进行拟合处理后的结果,再把计时误差引起的定位误差分离出来,余下为1.4″误差视为望远镜的跟踪定位精度.为了提高跟踪定位精度,我们认为主要解决CCD计时误差即可.     

球状星团NGC4147天区115颗恒星的绝对自行和BVRI测光

以上海天台佘山40cm折射望远镜于1958年拍摄的3张照相底片为第一期资料,印度Kavalur的2.34m Vainu Bappu望远镜于1996年用CCD拍摄的4幅图象为第二期资料,使用Brosche等人1985年发表的球状星团NGC4147天区42颗恒星的位置和绝对自行作为参考架,用中心重叠法进行天体测量归算,得到了这个星团中心附近11'×11'天区内到B＝17.6mag为止115颗恒星的位置和绝对自行,并利用这些自行对成员概率作了估计,同时,还用Vainu Bappu望远镜的CCD进行了BVRI四色测光。本给出了这115颗恒星的位置、绝对自行和成员概率数据,同时,还给出了用Vainu Bappu望远镜的CCD获得的这些恒星的BVRI测光数据。     

一种强有力图象数据缓冲区的开发与使用

以往由于内存小,CCD的读出过程需小块读出,随时存盘;而且由于小块读出中间停顿,数据质量差;尽管现在超过1兆的微机已相当普遍,然而普通操作系统的内存管理仍局限于640k。目前CCD器件的尺寸越来越大,使这一矛盾变得越来越尖锐。针对这些问题,本文介绍一种用扩充内存作图象数据缓冲区的图象采集处理系统方案,并给出具体实现步骤。     

CCD联合平差方法及其初步实例检验

在常规照相天体测量工作中 ,对暗天体的定位是采用逐级定标星过渡的方法实现的。由于星表系统差和局部差的存在 ,最终定位结果可能包含难以把握的误差积累。在CCD小视场观测情况下时常难以找到足够数量的定标星。鉴于此 ,推导了CCD观测联合平差方法的严格矢量表达式 ,以期通过共同星的过渡 ,实现大天区统一平差。原理上此方法可实现相对于河外天体的定位 ,以削弱星表系统差和局部差对定位结果的影响。讨论了CCD联合平差方法实现中的问题 ,包括底片常数模型选择、切点位置改正、共同星的较差改正和法方程解算方法等 ,并分析了具体的处理措施。用实例初步检验了CCD联合平差方法的效果 ,表明通过对多张CCD观测的联合平差 ,可以削弱单张CCD观测参考星数目过少、单张CCD观测参考星分布不均、个别参考星存在位置偏差和局部区域参考星存在系统性位置偏差等不利因素对归算结果的影响 ,进而达到扩大视场和提高归算精度的目的     

天文图象数据无失真实时数据压缩方法

本文介绍一种用于天文观测图象数据无信息丢失的现场实时数据压缩方法。在对原始图象数据可压缩性统计分析之后，介绍了一种适合天文观测数据现场实时数据压缩的方法＂基础比特＋溢出比特＂编码方法。讨论了为提高压缩比而采取的各种措施。以ＤＥＮＩＳ项目中现场观测原始数据压缩为例，说明了信息保存型实时数据压缩的实现过程，最后给出了该方法的实验结果，实验表明，本文介绍的数据压缩方法在无任何信息丢失的情况下，可获得接近理论值的数据压缩比。     

云南天文台1m望远镜Coude摄谱仪-CCD分光系统的参数测定与Fe-Ar定标光谱的证认

本文包含天体的分光观测和处理资料中所涉及到的Coude摄谱仪和1024CCD系统的相关参数,以及CCD响应区Fe-Ar发射光谱的证认结果.(1)Coude系统的色散曲线几乎呈水平分布,1～3级光谱(m)的倒色散分别为8.391     

CCD图像数字定心算法的比较

从CCD采集的数字图像中提取天体的位置和光度信息对于天文研究具有基础意义.其中,恒星星像中心像素位置的精确测量对于天体测量至关重要.针对国际上常用的三种位置测量算法:修正矩方法、Gauss拟合法和中值法,利用实测的CCD图像进行了试验研究.具体地,采用云南天文台1m望远镜观测的CCD图像同时使用这些算法进行了实际测量,根据每幅图像中测得的像素位置,对这三类定心算法进行了比较和精度分析.可视化方法被用于不同阈值的选取和设定比较.实验数据表明,无阈值的二维Gauss拟合方法是一种精度相对较高的定心算法.     

CCD联合平差方法及其初步实例检验

在常规照相天体测量工作中，对暗天体的定位是采用逐级定标星过渡的方法实现的。由于星表系统差和局部差的存在，最终定位结果可能包含难以把握的误差积累。在CCD小视场观测情况下时常难以找到足够数量的定标星。鉴于此，推导了CCD观测联合平差方法的严格矢量表达式，以期通过共同星的过渡，实现大天区统一平差。原理上此方法可实现相对于河外天体的定位，以削弱星表系统差和局部差对定位结果的影响。讨论了CCD联合平差方法实现中的问题，包括底片常数模型选择、切点位置改正、共同星的较差改正和法方程解算方法等，并分析了具体的处理措施。用实例初步检验了CCD联合平差方法的效果，表明通过对多张CCD观测的联合平差，可以削弱单张CCD观测参考星数目过少、单张CCD观测参考星分布不均、个别参考星存在位置偏差和局部区域参考星存在系统性位置偏差等不利因素对归算结果的影响，进而达到扩大视场和提高归算精度的目的。     

同幅双速跟踪成像CCD相机数字控制器的设计

在介绍了同幅双速跟踪成像CCD相机的工作原理及其对相机数字控制器的要求之后,阐述了该数字控制器的设计思想,基本结构,并给出了仿真及测试结果。针对仿真及测试过程中出现的问题作了较为详细的分析,并提出了解决的方法。通过软件仿真及硬件测试,表明其设计是基本正确的。     

同幅双速跟踪成像CCD相机模拟电路系统设计

讨论了同幅双速跟踪成像技术对CCD相机系统的特殊要求,详细地介绍了该相机前端模拟系统的设计思想、系统结构和主要的电路模块。对系统中一些关键电路模块进行了仿真和测试,并对仿真和测试结果进行比较分析,以检验电路系统设计的合理性。     

Precise Determination of the Orientation of the Solar Image

Accurate heliographic coordinates of objects on the Sun have to be known in several fields of solar physics. One of the factors that affect the accuracy of the measurements of the heliographic coordinates is the accuracy of the orientation of a solar image. In this paper the well-known drift method for determining the orientation of the solar image is applied to data taken with a solar telescope equipped with a CCD camera. The factors that influence the accuracy of the method are systematically discussed, and the necessary corrections are determined. These factors are as follows: the trajectory of the center of the solar disk on the CCD with the telescope drive turned off, the astronomical refraction, the change of the declination of the Sun, and the optical distortion of the telescope. The method can be used on any solar telescope that is equipped with a CCD camera and is capable of taking solar full-disk images. As an example to illustrate the method and its application, the orientation of solar images taken with the Gyula heliograph is determined. As a byproduct, a new method to determine the optical distortion of a solar telescope is proposed.     

FITS、BMP和SCR图象格式及相互转换

本文详细介绍图象的ＦＩＴＳ格式、ＢＭＰ格式和ＳＣＲ格式。ＦＩＴＳ格式已经是天文界的通用格式，几乎所有的天文软件包都支持这一格式，而ＢＭＰ格式在ＰＣ计算机上有广泛的运用，有大量ＰＣ软件支持ＢＭＰ图象的显示，处理和打印。云南天文台的ＳＣＲ格式是ＰＣ机采集ＣＣＤ图象所使用的格式。实现这三种格式的相互转换，就可以自由的将ＣＣＤ图象在ＰＣ机和工作站上进行各种处理。转换的包括图象头和图象数据的转换，其关键在于交换数据的高低字节。     

基于CCD星图的空间目标精确光学定位方法研究

通过光学定位方法来确定空间目标的轨道是实现空间目标监测的重要手段之一。介绍一套小型的空间目标光学定位系统,针对该系统获取的CCD星图,提出Top-hat变换和中值滤波相结合的算法去除星图噪声,并提出基于梯度Hough变换的算法完成对CCD星图星点和轨迹的同时精确定位,最后利用星角距的旋转不变性和球面几何原理,实现对空间目标的精确定位。对分辨率为752×580的CCD实拍星图的应用研究结果表明,星图去噪算法和星点、轨迹同时精确定位算法是有效的,且空间目标的定位精度也可达到角秒量级。     

视频CCD在天体定位应用中的两个问题

本文简要提出了视频ＣＣＤ在天体定位方面的两个问题；比例尺和定位精度的问题。并提出了两个确定比例尺的方法。本文认为影响比例尺和定位精度的主要因素是与所使用的图象板相关。     

漂移扫描CCD用于地球同步轨道卫星观测的初步结果

对于地球同步轨道卫星,目前国内主要采用两种观测手段,即小光电望远镜短曝光观测和天文望远镜跟踪恒星(或卫星)观测.事实上,这两种手段都各自存在不足,尤其对于暗弱目标问题更加显著.利用CCD漂移扫描模式和凝视模式相结合观测地球同步轨道卫星具有明显的优势,小口径望远镜(口径约25cm)就能够获得高质量的目标和恒星圆星像与高精度的定位结果.本文重点阐述了获得高精度地球同步轨道卫星光学位置与星等的原理、方法及步骤;最后,利用实测资料的数据处理结果,分析了所获得的地球同步轨道卫星的内部精度及其误差源.     

A new segmentation algorithm for lunar surface terrain based on CCD images

Terrain classification is one of the critical steps used in lunar geomorphologic analysis and landing site selection. Most of the published works have focused on a Digital Elevation Model(DEM) to distinguish different regions of lunar terrain.This paper presents an algorithm that can be applied to lunar CCD images by blocking and clustering according to image features, which can accurately distinguish between lunar highland and lunar mare. The new algorithm, compared with the traditional algorithm, can improve classification accuracy. The new algorithm incorporates two new features and one Tamura texture feature. The new features are generating an enhanced image histogram and modeling the properties of light reflection, which can represent the geological characteristics based on CCD gray level images. These features are applied to identify texture in order to perform image clustering and segmentation by a weighted Euclidean distance to distinguish between lunar mare and lunar highlands.The new algorithm has been tested on Chang'e-1 CCD data and the testing result has been compared with geological data published by the U.S. Geological Survey. The result has shown that the algorithm can effectively distinguish the lunar mare from highlands in CCD images. The overall accuracy of the proposed algorithm is satisfactory, and the Kappa coefficient is 0.802, which is higher than the result of combining the DEM with CCD images.