基于优先策略的动态选星算法

论述了LAMOST巡天观测战略系统(SSS)中观测策略的实现方法选星算法问题．以国外SDSS望远镜为例介绍了静态选星算法，分析了其不足之处，并结合LAMOST望远镜的特点，提出了一种新的选星算法-“动态选星”算法．动态选星算法基于优先策略原理，可以在满足覆盖完备性的基础上，优化观测效率，并能方便地兼顾观测条件的约束．给出了算法的原理和框架描述，并针对算法进行了模拟计算，证明了算法的有效性．另外需要指出的是动态选星算法不仅适用于LAMOST，它可以普遍地应用于多目标光纤望远镜的巡天选星．     

望远镜几何扭曲实测方法仿真研究

精确求解望远镜几何扭曲效应,有利于提高望远镜的天体测量定位精度,这对天文学的诸多学科具有十分重要的意义.为此,前人发展了一种针对密集星场抖动观测并针对观测底片迭代求解几何扭曲的自校准方法,取得了较好的效果.但是,先前的工作并未对星场的密集程度或抖动方式做进一步要求,而是经验地选择较为密集的星场和较多的抖动次数进行观测.这些经验的观测方式固然能够较好地给出几何扭曲,但有时会占用较多的望远镜观测时间导致效率较低.首先介绍了上述求解望远镜几何扭曲的一般方法;通过仿真模拟,对上述方法的有效性做评估,同时对该方法要求的星场密度和抖动次数等条件做进一步优化;最后,针对实际应用中几何扭曲改正后的定位精度与视场参考星数量的关系也做了进一步的仿真和分析.     

利用天基测角资料进行定轨的方法初探

利用观测得到的测角资料确定目标星的轨道,具有非常重要的应用价值.为了解决该问题,首先给出了最优化数学模型STSM,其次,利用测角资料进行多项式拟合,给出求解最优化模型STSM所必需的初始值计算方案,再次,对STSM目标函数的性态进行了详细地分析,并据此给出了求解该优化问题的基本方法.最后,将上面的方法付诸实施,进行了大量的仿真计算,并对仿真结果进行了初步地分析.计算结果表明,在一定的精度和稀疏度的限制之下,根据方案使用天基测角数据确定目标星的轨道根数既可行又稳健.     

空间碎片光学观测中若干问题研究

<正>地基光学观测是探测空间碎片的重要手段.本文从目标搜索方案的制定、目标质心提取、目标精密定位以及目标关联4方面入手,研究提升设备探测能力、提高目标观测精度的方法.首先,为了满足对GEO(Geosynchronous Orbit,地球同步轨道)空间碎片探测的要求,克服长时间曝光CCD像元饱和溢出的问题,使用多帧连续曝光图像叠加的方法,增加图像的宽容度,同时保证系统的探测能力.实验表明,叠加10帧连续图像,有效消除了像元饱和的情况,提升目标信噪比约3.2倍,提升探测能力约2.5 mag,使用底片常数的均值计算目标位置,精度符合要求.使用星像几何形态检测     

多星中天时角法精密测定天文方位角

在高精度天文方位角测定方法中,北极星任意时角法只适用于北半球中纬度地区,子午星对法则受限于选星配对条件.提出可适用于全球地区的多星中天时角法,观测多颗任意中天位置的南星和北星,通过线性回归模型修正测站经度误差和计时误差对方位角解算的影响.该方法只需已知测站的概略位置,对观测天体的中天位置没有限制.实测数据表明,与北极星任意时角法相比,在相同精度指标要求下,观测量可以减少一半.     

晚型星计算机自动光谱分类

在对恒星形成区（ＳＦＲ）中ＲＯＳＡＴ选弱发射线Ｔ Ｔａｕｒｉ星（ＷＴＴＳ）进行光谱证认的过程中,发展了一套基于北京天台２．１６米光学望远镜及其ＯＭＲ卡焦光谱仪系统的晚型星中色散（５０Ａ／ｍｍ）光谱计算机自动光谱分类方法。对ＲＯＳＡＴ选ＷＴＴＳ候选体中晚型星进行自动光谱分类的结果表明,一般情况下,光谱型的分类精度可达±１个次级,个别源为±２个次级。该自动光谱分类方法同时适用于其它光谱晚型星。     

人卫观测中拖长星像的中心定位

提出应用于人造卫星观测中确定拖长星像中心的平均几何中心法 ,介绍了该方法的基本原理与实现步骤。将中值滤波应用于CCD数据的预处理并收到较好的效果。利用实际观测资料初步验证了平均几何中心法 ,结果表明 ,与通常采用的重心法相比 ,此方法对人卫观测中的拖长星像进行中心定位的精度较高。     

基于能量集中度的广角望远镜自动调焦快速清晰度评价算法

地基广角相机阵由36个广角相机拼接组成,主要观测目标为光学瞬变源,具有超大视场、高时间采样率、实时数据处理的技术特点。实时自动调焦对于系统自动化观测与提高科学产出至关重要。自动调焦的核心目标为提高图像的能量集中度,目前常用评价指标如星像50%能量半径、点扩散函数的半高全宽均存在计算量过大的问题。基于地基广角相机阵调焦过程中星像中心区域能量变化大、星像总流量及分布范围基本不变这一点,提出了通过统计中心区域流量占星像总流量百分比的快速清晰度评价算法,并对两个流量孔径展开详细研究。进一步对算法中流量计算方法进行简化,细化了背景取值、选星标准、选星数目等对算法有影响的参数,最终确立了一套适用于地基广角相机阵系统实时自动调焦的清晰度评价算法。算法结果准确,单图运算时间在0.1 s左右,满足系统快速自动调焦的需求。     

晚型星计算机自动光谱分类

在对恒星形成区（ＳＦＲ）中ＲＯＳＡＴ选弱发射线ＴＴａｕｒｉ星（ＷＴＴＳ）进行光谱证认的过程中,发展了一套基于北京天文台２．１６米光学望远镜及其ＯＭＲ卡焦光谱仪系统的晚型星中色散（５０Ａ／ｍｍ）光谱计算机自动光谱分类方法．对ＲＯＳＡＴ选ＷＴＴＳ候选作中晚型星进行自动光谱分类的结果表明,一般情况下,光谱型的分类精度可达±１个次级,个别源为±２个次级．该自动光谱分类方法同时适用于其他光谱晚型星．     

人卫观测中拖长星像的中心定位

提出应用于人造卫星观测中确定拖长星像中心的平均几何中心法，介绍了该方法的基本原理与实现步骤。将中值滤波应用于CCD数据的预处理并收到较好的效果。利用实际观测资料初步验证了平均几何中心法，结果表明，与通常采用的重心法相比，此方法对人卫观测中的拖长星像进行中心定位的精度较高。     

基于几何扭曲模型的CCD图像扭曲校正残差及分析

在已知图像几何扭曲模型的基础上,对2013年2月5日使用云南天文台2.4 m望远镜观测近地小行星(99942)Apophis资料中的58幅CCD图像进行了几何扭曲校正,并对校正后的图像测出的星像位置进行了几何扭曲残差分析。结果发现,星像位置X、Y两个方向的几何扭曲残差约在±0.02 pixel内。为了探究影响几何扭曲残差大小的因素,设计了仿真实验。将模拟星像函数经过设定的扭曲函数模型添加几何扭曲,得到受扭曲的星像函数,并对扭曲前后的星像进行几何扭曲残差分析。结果显示,星像的半峰全宽(FWHM)越大,几何扭曲模型的扭曲变化越快,几何扭曲残差越大。     

适用于大视场的快速星像匹配算法

基于CCD图像的天文观测中,星像匹配是一项基本的任务。提出一种基于k-d树和k-means聚类算法的星像匹配算法,应用三角形不变性元组对相似三角形进行盲匹配,算法可以间接计算CCD图像的比例尺。三次使用k-d树优化计算,并使用k-means聚类算法对图像进行分割,提高星像匹配的精度。使用云南天文台1 m望远镜拍摄的稀疏星场和2.4 m望远镜拍摄的密集星场进行了星像匹配算法的测试。实验结果表明,该方法能较好地自适应图像比例尺的微小变化,同时提高星像匹配的精度。     

脉冲星时间特征和多星计时观测

在评介脉冲星时研究发展趋势的基础上,讨论了基于毫秒脉冲星自转的脉冲星时间的短期特征和长期稳定度,并对影响其稳定度的因素作了初步分析.50m射电望远镜计时观测的目的之一就是综合脉冲星时研究.对于50m望远镜计时观测的选星和由多星观测进行综合脉冲星时研究中的数据分析问题进行了讨论.     

掩星驿站

金秋十月是个收获的季节,对掩星爱好者来说,同样是个观测掩星的良好时机,因为本月适合观测的掩星事件有十次之多,其中月掩星和小行星掩星事件分别各有五次,均适合爱好者进行观测。在五次月掩星事件中,有四次发生在凌晨,被掩星最亮的达2．3等。     

日珥线光谱的降维法分析

本文提出了多搜索变量的目标函数直接优化法。该方法不涉及目标函数的导数计算,通用性强;同时该方法可控制搜索变量在值域内取值,这在一定程度上保证了解的可靠性。用此方法,本文分析了1984年2月18日太阳边缘环珥的一些Hα谱线,结果表明,本文方法具有收敛半径大,精度高的特点。     

利用数学形态学算子方法处理无快门相机的拖尾图像

使用全帧转移CCD相机观测空间目标往往拆除快门,从而产生拖尾,严重影响了目标的探测和定位.基于星像与拖尾几何形态的不同,使用数学形态学方法处理拖尾图像.通过比较拖尾处理前后图像中恒星的定位精度和空间目标的定位精度,验证形态学方法可以有效消除天文图像中的拖尾,显著提高拖尾图像中恒星与动目标的探测率及定位精度.结果表明数学形态学方法是一种有效的去除拖尾的方法.     

卫星星座与编队飞行问题综述

卫星应用的日益发展需要由多颗卫星组成的卫星系统(形成各种类型的星座)来替代单颗卫星，这就给卫星轨道力学的应用增加了一些新内容。重点阐述了卫星星座整体结构的演化、卫星星座编队飞行中的星-星相对几何构形及其保持问题，以及星座卫星定轨所涉及的测控方式和天地基网联合定轨问题。这些内容都是卫星星座轨道力学中的重要组成部分。     

均值漂移算法在LAMOST动态选星中的应用

将均值漂移算法运用于LAMOST动态选星过程,用以寻找局部天区内观测目标密度最高的区域进行观测.通过模拟试验分析了在不同的天区覆盖方法对均值漂移算法观测效率的影响,并与使用最大密度算法得到的结果进行了比较,证实了均值漂移算法的优越性.     

共生星双星的星风物质损失率的测定

共生星双星是一颗有强大星风物质损失的红巨星与一颗早型热星组成的特殊双星系统。由于早型热星在充满红巨星的星风物质的空间中环绕运行，可以产生Ｐ—Ｃｙｇｎｉ型谱线，通过对Ｐ—Ｃｙｇｎｉ型谱线的理论分析可以精确测定共生星双星的星风物质损失率。文章介绍了国际上比较有代表意义的一些共生星双星的工作，其中的方法几乎都是近十年中发展起来的。同时，文章还介绍了作者的一些工作。在谱线形成计算中考虑了较多的因素，如氢—氦混合气体的多能级跃迁问题、轨道运动引起的密度非径向分布问题等，并在轨道形状方面做了一些简化。反映了共生星双星谱线形成关键的周期性相位变化的特征，取得了比较满意的结果，对这个方法存在的问题和改进方向进行了一些简要讨论，此外，还介绍了作者在线性化分离法求解Ｎｏｎ－ＬＴＥ大气模型中所做的工作。     

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。