CCD用于建立惯性坐标系(Ⅴ)——河外星系与亮定标星相对位置的测量试验

本文介绍了试验观测的过程,给出了归算的程序,得到用CCD测定河外星系相对于两颗定标星位置的单次测定精度是±0″.050,中误差是±0″.022,外部符合是±0″.044。从而证明用CCD测量技术,并采用“底片重迭法”,通过两颗定标星来精确测定河外星系的相对位置是可行的。可望以相隔10年左右的两个历元的观测测定出岁差常数改正值。     

小视场CCD图像的几何定标

针对长焦距望远镜CCD观测天然卫星的情况,导出了用两颗亮星作为定标时,CCD视场几何参数(比例尺和指向)测量的误差公式,进而设计了多定标星定标时正确的归算方案。新方案不仅对天然卫星的位置测量,也对同类型的小视场CCD位置测量具有指导意义。     

小视场CCD图像的几何定标

针对长焦距望远镜CCD观测天然卫星的情况，导出了用两颗亮星作为定标时，CCD视场几何参数(比例尺和指向)测量的误差公式，进而设计了多定标星定标时正确的归算方案。新方案不仅对天然卫星的位置测量，也对同类型的小视场CCD位置测量具有指导意义。     

岁差常数改正值的各种测定方法(Ⅱ)

1.相对于河外星系照相方法的应用 几何学方法的特点是利用不动的基准点方向的测量来确定天球坐标系的岁差旋转。在相隔20～30年的两个历元,对河外星系及其周围的恒星(定标星)作照相观测,通过两个历元河外星系和定标星之间相对位置的比较,得到定标星相对于河外星系自行μ_α’     

CCD用于建立惯性坐标系(Ⅵ)误差累积分析

本文详细讨论了在测定河外星系与定标星的相对位置中的误差累积效应,并给出了相应的数值估计。     

土星主要卫星天体测量定标试验

在地面望远镜观测土星主要卫星的精确定位中,目前普遍采用CCD成像技术。为了测量视场中暗卫星的位置,常采用4颗主要卫星(土卫三-土卫六)进行定标。鉴于技术的进步,目前CCD视场正在逐步增加,如何精确定标图像值得研究。利用2010年1月20日在云南天文台1 m望远镜上观测的不同取向的105幅CCD图像进行了试验研究。采用了美国喷气推进实验室土星主要卫星历表和美国海军天文台的UCAC4恒星星表进行计算,相对于不同的参考对象进行定标。结果表明,采用4颗主要卫星进行定标并测量离卫星较近的观测对象时具有较好的测量准确度和内部精度。测量离定标星较远的卫星时,这种定标方法具有较大的不确定性。采用6颗主要卫星(土卫三-土卫八)进行定标,所有卫星的测量结果具有更好的外部和内部符合。即便如此,采用四常数模型和六常数模型定标的结果都不是令人满意,这揭示CCD视场存在明显的扭曲效应。如果采用视场中的恒星定标,卫星的外部符合和内部精度明显变差,这说明UCAC4恒星参考星表也不是理想的定标用参考星表。     

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     

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。     

CCD用于建立惯性坐标系(Ⅳ) 向惯性坐标系过渡

本文简述了建立惯性坐标系的运动学方法和动力学方法。较详细地叙述了几何学方法,即以河外星系作为不动的定标点,形成参考框架,测定若干恒星的绝对自行,导出基本星表系统的岁差旋转。文中还对CCD测量和照相测量进行了比较,结论是用CCD重迭测量可以以较高的精度建立惯性坐标系。     

CCD用于建立惯性坐标系(Ⅱ) 比例尺的测定和量度坐标系旋转的修正

本文叙述了用天文观测测定CCD片子上两坐标各自比例尺和两坐标轴不垂直度的方法;还推导了在重迭露光过程中,量度坐标系的坐标轴方向及坐标平面相对于理想坐标旋转的修正公式。     

用照相底片改进依巴谷星的自行

本文用佘山４０厘米折射望远镜拍摄的历元间隔约为３０年的９张底片上共１７次露光观测，以ＰＰＭ星表作为初始参考星表，用中心重迭法进行叠代归算，得到了射电源０３１６十４１３附近的２８颗星的高精度位置和自行，其中６颗为依巴谷星，这些依巴谷星的赤经自行和赤纬自行内部误差的平均值分别为■年和■年．     

STEP天体测量误差源分析

系外类地行星空间探测计划(Search for Terrestrial Exo-Planets,以下简称"STEP")采用天体测量法和微像素级焦平面定标测量技术,设计望远镜焦平面检测精度达到1μas.在假定焦平面设计能达到检测精度的前提条件下,系统分析了恒星自行、视差、卫星速度和位置、光学系统的光心等关键因素对检测系外行星的影响.有别于传统的窄视场照相底片常数法,提出了一种恒星相对角距测量方法,以检测由于可能存在的系外行星而引起星对角距变化的非线性项,消除了传统窄视场天体测量中参考星位置和自行精度对检测系外行星的直接影响.针对同一天区内的8颗参考星和1颗具有行星系统的待测星,分别模拟出5 yr内的观测数据,利用最小二乘法进行处理,发现基于STEP自身1μas的观测精度,在这种情况下是可以观测到类地行星的.     

CCD漂移扫描观测星表ACR和CMC13的系统误差研究

对2000年前后发表的两部用CCD漂移扫描观测的天体测量星表——ACR(As- trometric calibration regions along the celestial equator)和CMC13(Carlsberg Merid- ian Catalog 13)进行误差分析.通过与UCAC2(The second U.S.Naval Observatory CCD Astrograph Catalog)星表比较,采用数值法,分析了误差的形式和量级大小.并从星表观测方式和数据归算的角度,分析了误差的主要可能来源.发现ACR和CMC13在赤纬方向存在明显的星等差,位置差值随赤经存在与CCD视场大小相近的周期性变化,位置差值随赤纬存在与归算带尺寸大小相近的系统性变化.     

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。     

球状星团M10（NGC6254）的自行研究

利用上海天台和Bonn大学天台的照相底片资料及大视场CCD观测数据,测定了球状星团M10（NGC6254）天台中532颗恒星相对于依巴谷参考系和ACT星表的绝地自行,相对于Hipparcos参考星和ACT参考星分别得到的测定结果符合得很好,根据自行测定结果进行了星团成员判定,有两颗星族II父变星被证实为星团的成员,根据星团的绝对自行,结合其距离与视向速度观测结果,得了了M10的空间运动轨道。     

天王星卫星两种定标方法测定结果的比较

利用新发表的高精度、高密度天体测量星表UCAC2,对天王星的五颗主要卫星的CCD观测图像重新进行量测,采用不同方法作定标归算,并使用两种理论模型(GUST86和GUST06模型)计算卫星的理论位置。对不同方法所得到的卫星位置的O-C结果的分析和比较表明,本文获得的卫星位置精度,除天卫五(Miranda)有显著提高,其他4颗卫星的位置精度基本相同。本文中天卫一和天卫三的结果与"亮卫星定标法"的结果在精度上相当,天卫二的位置精度与其他天王星卫星的位置精度具有较好的一致性,这从另一方面证明了我们的"亮卫星定标法"的可靠性。此外我们还获得了天卫四的位置与精度。     

CCD光度定标对星像精确测量的影响

近年来,在用CCD器件进行恒星星像的位置和光度的精确测量中,有些研究者考虑了器件的光度定标(或称平场)的改正,有些人却不加说明地忽略之。在今后对恒星或行星星像的精确测量中是否需要考虑这种定标影响呢?为回答这一问题,我们利用在云南天文台1m望远镜上配备的CCD拍摄的实际图像进行了分析处理。当假定CCD每一像素光度的响应与输入光度具有线性关系的模型时,试验表明:对于暗星(约16mag),由光度定标引起的光度影响和位置影响分别约为0.2mag和0.02pixel,而对于亮星(约10mag),相应的改正在光度和位置方面分别约为0.02mag和0.002pixel。明显地,我们应该重视暗星星像的光度改正效应,而星像位置方面的效应则可以忽略不计。     

CCD图像拼接试验

为了获得大视场的高精度天文图像,实施了一种望远镜CCD图像的拼接方法。从原始图像到最终合成图像的坐标转换采用了结合星表UCAC4的六常数模型。不同于硬件级的拼接,使用逐个像素的灰度值再分配的方案进行图像融合。进一步采用云南天文台2.4 m望远镜拍摄的CCD图像进行了试验。结果表明,该算法可以产生较高质量的大视场CCD图像,可以直观地发现运动目标,暗星信噪比有显著改善。高精度的图像拼接还与原始数据扭曲改正的预处理密不可分。与未做扭曲改正相比,图像拼接的位置精度提高了约一倍(约0.02 pixel)。     

天顶星赤纬天津星表(摘要)

1963年用天津纬度站ZTL—180天顶仪作TD星表测定的同时,还对一批天顶星进行单星测纬工作。对这批资料处理给出赤纬改正和星表。其基本方法简述如下: 从Fk_4星表中选出167个纬度星对作“定标星对”,给出“定标星对的平滑纬度曲线”,从曲线上取平滑纬度值Φ_i为参考系统。各被测星(天顶星)纬度与Φ之差为赤纬改正。用这种“相对测定”法在同一部仪器上所得定标星对和被测星的纬度值中有同样的极和非极的纬度变化成份,因而被测星赤纬改正中的各种误差将会大大减弱。天顶星瞬间纬度公式完全可沿用星对瞬纬公式,只蒙气差一项不同。是用蒙气差而     

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。