低纬子午环配备CCD探测器(Ⅰ)——观测原理

这一组文章,从观测原理、各种仪器常数和误差测定方法的叙述到测定精度的估计,系统地论述了在低纬子午环上配备CCD探测器后将能达到的绝对定位精度及其对建立高精度天球参考架的作用。文章(Ⅰ)中简述了充分发挥地面观测优势的途径,低纬子午环配备CCD探测器后的观测方式、星过时刻和天顶距的计算公式,还估算了在小角天体测量中相对位置的测定精度,并且得出,采用了CCD探测器后,降低了对测微器的跟踪精度要求。     

低纬子午环配备CCD相对定位精度的估计

本文给出了利用计算机模拟方法对低纬子午环配备CCD探测器进行高精度测量中CCD相对定位精度的估计,并对所得到的结果进行了初步分析。     

低纬子午环配备CCD探测器(Ⅳ)——低纬子午环实现高精度定位的可能性

本文用与传统子午环比较的形式,叙述了低纬子午环几种主要误差的测定方法,并估计了它们的精度。特别是仪器弯曲改正,在配备CCD探测器后,其测定精度可以达到±0.″001的量级。文章分析了获得精度达± 0.″01量级的瞬时方位角和瞬时纬度的可能性,还分析了在天球上单次绝对定位精度优于± 0.″02的前景,这是低纬子午环将具有的优势,也是应当充分发挥的优势。     

小行星观测方法的改进

考虑到单纯用子午方法或照相方法对小行星进行观测存在着因星等、定标星系统,以及难于在小行星运行全轨道上进行观测等方面的不利因素,在本文中,根据云南天文台能观测小行星全轨道的地理纬度条件,提出利用低纬子午环与CCD测量装置相配合,并利用低纬子午环直接提供的定标星,在一个统一的基本仪器系统中,通过对小行星在全轨道上均匀分布的观测,获得高精度的小行星观测资料,以便得到更准确的星表零点改正。     

低纬子午环用CCD测微器观测时的星径曲率改正

本文推导了低纬子午环采用ＣＣＤ测微器观测时所得测定值的各种星径曲率改正公式。针对云南天文台具体的地理位置（纬度为２５°），在不同观测天顶距情况下，给出了ＣＣＤ视场中不同位置的天体通过参考平面（子午平面或卯酉平面）时，星过记录时刻和天顶距测定值的星径曲率改正模拟运算结果。结果表明：对于偏离ＣＣＤ芯片相对中心的天体，其星径曲率改正值比较大，且随天体偏离距离的增加而增大。     

低纬子午环配备科学CCD的初步方案

根据低纬子午环配备科学ＣＣＤ后仍然能对天体位置作绝对测定的要求，提出了该仪器配备科学ＣＣＤ的初步方案，包括在子午方向和卯酉方向观测时，ＣＣＤ芯片如何跟踪星像，如何将芯片致冷，提高信噪比，既能保持镜筒的平衡，又不破坏观测室内空气的稳定性，如何更准确地测定光轴指向的变化。文中还对一次观测的天区面积作了估计。     

基于科学CCD的低纬子午环的数据采集系统

本文主要介绍基于科学CCD的低纬子午环数据采集系统的硬件构成及软件设计。为了能绝对而又精确地确定天体的位置 ,低纬子午环需要配备多种精密的测量装置 ,如 :GPS与时钟、 9路Reticon线阵、视频CCD、科学CCD、圆感应同步器、光栅线性位移传感器等。为了能有序地控制并采集这些装置的数据 ,我们设计了一个包含 3个PC机的数据采集与控制系统。文中将描述测量装置的功能 ,然后介绍数据采集方法及软件设计     

基于科学CCD的低纬子午环的数据采集系统

本文主要介绍基于科学CCD的低纬子午环数据采集系统的硬件构成及软件设计。为了能绝对而又精确地确定天体的位置,低纬子午环需要配备多种精密的测量装置,如：GPS与时钟、9路Reticon线阵、视频CCD、科学CCD、圆感应同步器、光栅线性位移传感器等。为了能有序地控制并采集这些装置的数据,我们设计了一个包含3个PC机的数据采集与控制系统。文中将描述测量装置的功能,然后介绍数据采集方法及软件设计。     

低纬子午环配备CCD探测器(Ⅴ)——用地面观测建立高精度天球参考架

本文叙述了建立准惯性天球参考架应满足的条件,列举了几种地面观测能否满足这些条件的情况。介绍了利用配备CCD探测器的低纬子午环直接测定恒星绝对自行和岁差常数改正的方法,分析了用这种仪器的观测资料建立一个高精度天球参考架的可能性,并将它与空间技术作了比较。     

低纬子午环CCD芯片跟踪单片机控制系统

本文提出了低纬子午环 (LLMC)配备CCD后的CCD芯片跟踪运动的控制方案 ,讨论了CCD芯片的预置位置及跟踪扫描速度的计算问题 ,并介绍了实现这一控制方案的系统硬件构成及软件设计方法。     

天文CCD片内放大器的噪声特性及其抑制方法

分析了低光度天文应用时CCD器件的主要噪声源的噪声特性和三种典型CCD读出信号处理方式的噪声抑制效果;提出了天文CCD读出信号的相关多次采样(CMS)处理新方法,并分析了四次采样抑制CCD读出噪声的实验结果。     

温度等因素对CCD数据采集电路性能影响的研究

CCD以其诸多优点，在天文观测中得到广泛应用。为了提高CCD性能，在实验室条件下，对国家天文台已有的CCD控制系统BIRAC，进行了温度对CCD采集电路性能影响的实验，以及板上A／D转换器误差校正，参考电压对噪声影响的研究。根据实验数据，得到上述各因素对CCD最终输出结果的影响程度，并提出与之对应的解决和优化方法。     

厚片CCD标准谱线证认及光栅转角测定

自1987年以来,云台库特摄谱仪改装使用了CCD相机,将可测波段扩展到红外。本文经实测证认了适用于扩展后的7000—11700埃的Fe-Ar比较光源的标准光谱谱线表。并精确测定了仪器改装后的光栅转角计算公式,还讨论了仪器综合效率、光栅定位精度、滤光片的使用等问题。     

CCD消干涉及平场系统

本文给出了云南天文台CCD——Coude光谱仪系统的消干涉条纹及平场光源系统——光源,光路原理,机械装置。文中简要地介绍了CCD探测器用于大色散光谱观测中干涉条纹产生的原因,为什么需要平场,消除干涉条纹和平场的原理。     

2.4m望远镜摄谱仪狭缝监视系统

为了实现对云南天文台2.4m望远镜摄谱仪狭缝的远程监视,我们以CPLD为核心设计了CCD控制器,用PC-104嵌入式计算机采集图像,利用pcAnywhere软件实现远程数据传输,以较低的成本设计制作了一套狭缝监视系统。该系统目前已经通过测试,达到了狭缝监视的基本要求,并为下一步实现自动导星和Robotic观测打下了基础。本文详细介绍了该系统的软硬件设计和测试结果。     

应用商用CCD配备录像机进行天体定位的试验

本工作是为今后在1.2米望远镜上利用商用CCD配备录像机进行人卫快速精密定位观测所做的初步试验,其目的是在实验室里模拟检测商用CCD配备录像机后对星像的绝对及相对定位精度。通过使用不同图像板及录像带在不同幅度的CCD视频信号情况下的分组试验,得到了满足人卫观测的结果,CCD对绝对位置及相对位置的定位误差均小于±0.5个象元。本文还对误差产生的原因进行了初步分析。     

高精度测定外行星位置-可行性及实验

大行星位置的测量是天体测量学中的一项长期而重要的任务。如何在当前形势下高精度测定行星的位置是本文研究方向的最终目标。鉴于太阳系内行星和木星都有新技术进行高精度的位置观测,作者探讨了如何用光学手段高精度测定外行星（土星,天王星和海王星）的位置,提出了用长焦距望远镜ＣＣＤ观测行星卫星和用中天望远镜ＣＣＤ观测暗恒星相配合的思路。因此,对长焦距望远镜ＣＣＤ观测外行星卫星和中天望远镜ＣＣＤ相对观测恒星进行了系统调研,同时也对外行星卫星的理论从观测验证的角度进行了介绍。本文重点介绍了在长焦距望远镜上相对于天王星卫星高精度测定暗恒星的位置。结果表明,相对于天王星卫星确实可以精确测定同一ＣＣＤ视场中暗恒星的位置,位置测量的精度和国外最好的天王星卫星位置测量的精度相当或更高。还介绍了与观测资料的归算有关的天王星和卫星的位置历算。最后,分析了我国从事高精度大行星位置测量的可行性     

An accuracy estimation of the World CCD asteroid observations in the years 1999-2005

The MPC database of the asteroid observations (each position from near 20 millions) was used in analysis of observational accuracy for more than 300 active world observatories both professional and amateur. The values of the “Mean error of a single observation” σ (for α,δ) were derived based on the Pulkovo method of accuracy estimation. These values may be used for observatory weight assignment in the orbital improvement procedures. The accuracy of the best amateur observations is proved to be comparable with professional one (σ=±0^″.20). The detailed results in electronic format are accessible from the first author.