数字天顶摄影天文定位测量的工程实现

实现天文大地定位测量仪器的自动化观测,特别是消除传统天文大地测量人仪差影响的全自动测量,一直是我国天文大地测量工作者追求的目标。采用当今先进的恒星CCD成像技术、精密倾斜测量技术、计算机技术等研制而成的一种用于地面点精密天文定位的数字式测量设备,很好地解决了这一问题。本文论述了数字天顶摄影天文定位测量的基本原理,提出了数字天顶摄影天文定位测量仪器旋转轴方向天文坐标解算的技术途径。通过天顶摄影定位测量原理样机研制的工程实践,验证了该技术方法的可行性和正确性。     

大地天文测量观测暨数据处理系统研制成功

长期困扰我国测绘界的大地天文观测难题终于得到解决。由第二炮兵测绘大队和总参谋部测绘信息技术总站合作研制的“大地天文测量观测暨数据处理系统”日前在京通过鉴定。该系统总体技术居国内领先地位，性能达到当代国际先进水平。     

依巴谷恒星在CCD视场内的星位转换和预测

简述了CCD数字摄影天文定位的基本原理,针对依巴谷星表精度情况,提出了新天文参考系下依巴谷恒星星位转换模型。通过对我国两个地区的实例分析,预测了在CCD视场内的恒星星数分布情况,为今后CCD天文摄影测量定位提供了可行性途径。     

CCD校差摄影定位的原理及其静态结果

摄影测量因其机动性好、时效性高、目的性强、相对投入较低等优点成为获取地面信息的主要途径之一,具有广泛的应用。给出了利用两台普通CCD数码相机进行校差摄影测量获取的高精度定位结果的原理。将两台CCD数码相机相互垂直地安放在摄影装置上,两台相机同时对坐标已知的标志点进行摄影,综合利用摄影装置与标志点形成的角度观测量与所在区域的高程库信息,解算出摄影装置的高精度坐标。实验结果表明,校差摄影定位与实际的全站仪定位结果相比较,差值在2 cm左右。     

一种无需精密整平的抗差天文定位方法

针对传统天文定位需要将测量仪器精密整平,并且定位算法精度较低的问题,提出一种无需精密整平的抗差天文定位方法。首先根据二维倾角传感器的倾角测量值对天体位置观测值进行改正,然后在定位模型中加入天顶距改正量以减弱系统误差的影响,在参数解算时采用抗差估计的方法,以达到抑制粗差的影响和限制利用误差偏大的观测值的效果。经算例分析验证,只需将测量仪器概略整平,即可实现较高精度的天文定位。若使用星敏感器代替经纬仪进行天文导航定位,本方法将更具优势。     

CCD校差摄影定位的原理及其静态结果

摄影测量因其机动性好、时效性高、目的性强、相对投入较低等优点成为获取地面信息的主要途径之一,具有广泛的应用.给出了利用两台普通CCD数码相机进行校差摄影测量获取的高精度定位结果的原理.将两台CCD数码相机相互垂直地安放在摄影装置上,两台相机同时对坐标已知的标志点进行摄影,综合利用摄影装置与标志点形成的角度观测量与所在区域的高程库信息,解算出摄影装置的高精度坐标.实验结果表明,校差摄影定位与实际的全站仪定位结果相比较,差值在2 cm左右.     

光学天文大地测量技术发展评述

光学天文大地测量技术是大地测量技术的重要组成部分,在早期的天文大地控制网建立、高精度垂线偏差测量、惯性导航设备标校、大尺度工程测量以及军事测绘保障等领域都发挥着重要作用.本文回顾了光学天文大地测量仪器的发展历程,分析了目前主流观测仪器的现状及其特点,比较了不同观测仪器之间的优劣;总结了光学天文大地测量理论及其发展,介绍了最新的矢量天文定位理论及任意星定向理论等,阐述了理论进步对技术发展的重要性;列举了光学天文大地测量技术在大地水准面模型验证、大尺度工程测量、地震等自然灾害预报、地球自转参数监测与预报领域的成功应用,强调其在国家基础测绘领域的重要性,并对其发展趋势作了展望.     

天文定位中几何精度衰减因子最小值分析

天文定位是一种重要的导航定位方法,被广泛应用于大地天文测量、天文航海等领域。该方法中观测恒星的选择会影响最终的定位精度,目前缺少针对同时测定经纬度天文定位算法中最优选星问题的研究。随着观测仪器自动化水平的提高,观测数据的获取变得更加高效,这就要求研究最优的选星方案以达到最高的定位精度。本文借鉴卫星导航中几何精度衰减因子GDOP的概念,研究了天顶距法中恒星的数量以及分布对定位精度的影响,最后通过仿真试验和实测数据验证得到结论:在天顶距观测误差的统计特性一定时,GDOP能够用来描述恒星的分布对定位结果影响的优劣,且观测的恒星方位角均匀分布时定位误差最小。考虑到不同高度的恒星天顶距大气折射改正残差不同,在实际测量中应尽量采用等天顶距且方位角均匀分布的恒星。     

基于红外探测器焦平面成像的白天测星技术研究

对于大气层以下的传统可见光天文导航,存在白天日照强烈而无法观测星体,数据缺乏连续性,可观测恒星数量少,无法实现全天时天文导航等问题。文中设计并探究利用红外探测器焦平面成像技术来取代可见光CCD成像技术的短波红外天文导航方法,分析短波红外波段相对于可见光波段,在大气层内白天观星实现全天时天文导航的优势,并对其可行性进行实验分析。实验结果表明,基于红外探测器的天文导航方法,在太阳辐射较弱的清晨或黄昏等时段,可以成功拍摄到可见光CCD仪器无法观测到的短波红外波段的恒星,对于实现全天时天文导航具有一定的参考意义。夜间短波红外波段的可供观测恒星数量远远多于可见光恒星数量,这对于增加多余观测量,保证连续测量输出,提高天文导航定位定向的精度,具有实际的应用价值。     

无水天线观测的船舶天文定位新方法

针对船舶天文定位需要同时观测天体和水天线来获取天体高度角,其定位的结果和精度常受制于水天线的可观测时段问题,该文提出了一种无需水天线观测的船舶天文定位新方法。该方法将双天体的方位角作为观测量,通过牛顿迭代法直接计算船位,不受水天线有限观测时段的限制,并且可避免画天文位置线的繁琐作业。基于天体高度方位表数据对该方法模型进行验证分析得:天体方位角测量精度越高,该方法的船舶定位误差越小,当天体方位角测量精度在±0.05°时,船舶定位误差在5nmile之内,该方法可用于夜间船舶定位,从而扩大传统天文定位使用时段。