数字天顶摄影仪中星象匹配识别与匹配星表编制

在利用数字天顶摄影仪通过天文测量确定重力垂线偏差的工作中,需要建立高精度高密度的恒星星表,实现CCD观测星象与星表中恒星匹配识别。本文提出了一种新的控制三角形匹配算法,利用CCD影像平面中星象与天顶切平面中恒星的三角形角、三角形边长及星等信息作为判定条件,快速准确实现CCD影像平面中星象与切平面中恒星的控制星和参考星识别匹配。根据数字天顶摄影仪CCD星象观测能力,通过对 Hipparcos、Tycho-2星表处理,分别编制了数字天顶摄影仪控制星和参考星匹配星表数据库。0．3s内完成一幅3073＆#215;2048大小的CCD实测图像星象准确匹配识别。     

视频测量机器人星识别算法在自动天文定向中的应用

天文定向是通过观测天体确定方位的高精度定向方法,在天文测量中具有重要的作用,实现自动天文定向是目前天文定向的发展趋势。基于视频全站仪的工作模式,本文提出了一种星识别定向方法。首先通过视频测量连续快速拍摄多颗星,再将高度角和方位角差作为匹配条件,识别出各恒星,最后利用观测数据和解算的恒星数据关系获得定向结果,实现天文定向自动化。本文分析了因测站坐标误差和观测误差引起的星识别误差,由此给出匹配阈值,进一步提高了匹配的精确度和准确度。     

一种亮星识别算法及其在天文定向中的应用

基于全站仪对任意亮星的观测采样,提出了一种利用高度角序列和水平角速率进行联合匹配的任意亮星识别算法。通过引入天体地平坐标计算程序,算法可正确辨别行星和恒星。本文分析了任意亮星高度角和水平角速率的观测误差和计算误差,以此给出了匹配阈值条件的设定依据,并在此基础上制定了有效的匹配策略。仿真计算及实际观测试验均表明,该算法具有100%的识别成功率,远优于现有算法。将此算法应用于任意亮星天文定向,定向结果的内符合精度达到2″,外部检核精度达到1.6″。采用多颗任意亮星进行定向,可有效减弱由测站位置误差引入的定向系统误差,提高绝对定向精度。本文提出的天文定向适用于多云及雾霾天气。     

一种基于星形的星图识别算法

针对卫星自主定姿问题,提出了一种基于星形的星图识别算法.该算法直接以星对角距为匹配特征,先确定影像中亮星为中心星,并以此星与相邻星像点构建辐射状星图,统计所有满足星对角距匹配条件的导航星出现次数,次数最多的即为中心星所对应的导航星.实验表明,该算法构造的导航星表容量小,抗星等干扰,与多边形角距匹配算法相比,具有匹配速度快、识别率高、可靠性好的特点.     

GPS在卫星摄影测量中的应用

本文介绍了利用导航星全球定位系统跟踪测量近地摄影卫星,获得C/A码进行伪距测量,用轨道改进的方法事后处理实现星上定轨,以解决卫星摄影测量工作中摄影站位置精度与所摄卫片姿态角精度不匹配问题;并讨论了在星片资料作姿态控制较弱或无法利用的情况下,利用星载GPS实施摄影定位的方案。其模拟计算结果表明,采用这种技术能够实现相当精度的轨道及姿态角估计。     

基于星敏感器的星图匹配方法的对比与分析

随着对地观察测绘卫星、深空探测卫星对姿态测量精度要求的提高,进一步提高星图匹配精度是当前面临的重要课题之一。星点提取和定位是星图识别的前提。本文简单探讨了新型Top-hat变换的星点提取方法,通过实验对比分析了三角形星图匹配算法和采用P向量的星图匹配算法优缺点。      

实时等角距星图仿真技术

本文提出并研究了实时等角距星图仿真的万法,推导了相关公式,改进了圆视场搜索法应用于星图视场选星;编写了相应的实时等角距星图仿真程序,实现了任意时刻、任意观测地点的动态星图显示;并通过对实测数据的分析,给出了实时等角距星图的显示精度.     

顾及线状要素综合要求的Morphing算法

提出了一种基于弯曲结构匹配的线状要素Morphing方法。针对不同尺度下的线状要素,通过建立约束Delaunay三角网,根据三角形的不同特征构建能够表达弯曲特征层次性的多叉树。基于多叉树结构进行匹配得到对应弯曲,对对应弯曲进行重要性评价,以尺度为依据舍去次要弯曲,从而得到任意尺度下的中间图形。实验结果表明,所提出的利用弯曲结构匹配的线状要素Morphing方法满足线状要素的综合要求,能保持线状要素上的曲折系数和弯曲个数对比,实现光滑渐变的连续综合效果。     

一种应用三角形划分的空间对象形状匹配方法

为解决现有空间对象形状相似性匹配准确率较低的问题,提出一种应用三角形划分的形状相似性匹配方法。该方法按形状主方向对面状空间对象进行分割,按串联、并联和组合形式对空间对象进行三角形划分,准确描述面状空间对象的形状特征,度量空间对象间的形状相似性。通过形状数据集匹配、不同年份面状水系图层匹配和矢量地图草图检索,测试本方法的形状检索性能,并和其他空间对象形状匹配方法进行对比。实验结果表明,本方法具有更高的形状检索准确率。三角形划分形状匹配方法具有平移、旋转、尺度不变性和较强的形状描述识别能力。     

星载GPS伪距测量数据质量分析

研究了星载GPS伪距测量精度评定方法以及粗差的探测方法,用自编的软件对CHAMP卫星和SAC-C卫星的星载GPS实测数据进行了详细的分析.结果表明:随着卫星高度角的不同,多路径效应与伪距测量噪声对星载GPS伪距测量精度的影响在0.5～3.0 m之间;CHAMP和SAC-C星载GPS观测数据中,伪距粗差观测值所占的比例分别达到1.2%和3.0%.     

基坑水平位移监测新方法及效用研究

基于水平角度、水平距离观测值与基坑水平位移之间的内在相关关系,提出了一种"自由设站余弦定理法",该方法具有可以根据工程现场实际情况自由设站、无需加密平面控制点、无需测试人员后视定向、作业过程更加简单快捷、通用性更强等优点;模拟试验数据计算结果表明,该方法可以取得较高的监测精度,完全可以满足基坑水平位移监测工作的需要。     

用全站仪对建筑物倾斜度进行监测的误差分析

本文在全站仪自由设站基础上，推导了空间任意两点连线方向角γ的测试误差计算公式，并编制了相应的计算程序，通过计算分析认为：（１）方向角γ的测试误差不仅与测点的斜距、天顶距及水平方向量的测试误差有关，而且与测点的布置有关；（２）如果测点布置合理，可以用全站仪对建筑物的华斜进行监测。     

数字天顶摄像仪中CCD星象亚像素定位的改进二维矩方法

在利用数字天顶摄像仪通过天文测量确定天文垂线偏差的工作中,要求对CCD数字图像中星象中心进行亚像素定位。本文利用MATLAB实现对FITS格式CCD天文图像的正常读取,并与FV读取结果比较分析。在已有亚像素定位的修正矩方法基础上,提出一种利用迭代法寻求合适门限对二维修正矩方法进行改善。利用MATLAB实现对实测图像数据的处理与分析,探讨门限的取值对不同星等恒星定位精度的影响,给出门限的最佳取值。通过与已有修正矩算法处理结果比较分析,在以往修正矩方法计算基础上改进计算区域后再用迭代法计算,暗星定位精度有了很大提高。     

The vertical mirror, its potential applications to theodolites and two star image stopping micrometers

A small area of a mirror can be made vertical with a high degree of accuracy by using a free mercury surface and an autocollimation target made of a mirror. The direction of the horizontal axis of a theodolite can be established, made and kept perpendicular to the vertical mirror for all telescope altitudes and the direction of the line of sight can be made, perpendicular to the horizontal axis with the same high degree of accuracy. Observations can thus be made on any part of a chosen celestial vertical circle much more accurately than by using the best striding levels. This application is potentially useful in determination of: astronomical longitude; changes in longitude differences with time, or the possible East-West component of continental drift; right ascension differences between stars; and the rotation rate of the Earth. Other applications include a leveling instrument of a new type, checking of tubular spirit levels, monitoring tidal variations in the direction of the plumb line, establishing an accurate 90° angle, and checking the graduations of the horizontal and vertical circles of theodolites. The impersonal micrometer for special astronomical observations stops the star image. Only parallel rays will enter the telescope when the observer is tracking the star keeping the star image stationary at the center of cross hairs.     

一种改进的单目视觉桥梁挠度非接触测量方法

本文在现有单目视觉测量方法基础上,提出了一种相机真实俯仰角计算算法,结合图像快速相关匹配与定位算法,可完成桥梁挠度的快速精确测量。通过精度验证试验和挠度对比测试试验,得到了相应的结果,结果表明：①不考虑目标点真实俯仰角变化的测量方法在距离视场中心较远的位置测量结果中误差较大;②单目视觉方法测量结果与角钢作竖直向下的刚体位移保持一致;③单目视觉方法与GPS测量的挠度曲线变化趋势和测量数值基本一致。试验验证了本文方法的可行性及准确性,可为今后基于数字图像相关方法的土木工程变形测量技术研究提供参考。     

Spatial triangulation in a local, astronomical oriented cartesian coordinate system

For the determination of spatial coordinates of the points of a net-work a local Cartesian coordinate system is introduced, whoze z-axis coincides with the true vertical of an arbitrarily selected central point in the net-work, and whose x-axis is oriented to astronomical north. The observed horizontal directions and vertical angles, which refer to the local verticals of the observation stations, are reduced to parallels to the z-axis and the x-axis. For this purpose the direction of the local vertical in the observation stations and at least the astronomical azimuth of one side of the net-work need to be measured. This method has the advantage, that the number of unknowns for one observation station is reduced from six for the conventional method to four, and that, if the vertical angle and the astronomical azimuth of a line are measured from both sides, a simple control of the measured values is possible before the adjustment. The formulae for the reduction of the measured quantities and the observation equations for the adjustment of reduced azimuths, reduced vertical angles and of distances are derived. The method is checked in a quadrilateral in the Swiss Alps and compared with the conventional ellipsoidal adjustment.     

多目标法全站仪水平角检定技术的实现

一测回水平方向标准差是指全站仪用盘左、盘右观测同一目标所求得的方向值的准确度,是衡量全站仪测角质量高低的标志.本文叙述了多目标法水平方向标准差的测定过程,给出了多目标法水平方向标准差检定结果的计算模型,并以测角标称精度为3"的南方NTS-663全站仪作为样机,利用多目标法进行水平方向一测回标准差检定,通过4个检定序列,...