大气折射对大视场多目标光纤光谱观测的影响

大气折射从两个方面影响大视场多目标光纤光谱的观测：一是大气较差折射，二是由大气折射引起的大气色散．本文定量地分析了这些影响，给出其对一具有５°视场、位于北纬４０．４°的望远镜在不同纬度时影响的大小．     

LAMOST望远镜的大气色散校正

大气折射与大气色散会影响大视场多目标光纤光谱观测的质量和效率.一个焦距为20m,焦比为F5、位于北纬40.4°的LAMOST望远镜在中天和中天前后0.75小时产生的色散值,用模拟计算得到结果,并用数值计算得到验证.对校正色散可能用的几种色散棱镜进行了计算分析比较,确定了色散棱镜的型式,并分析了色散棱镜的二级光谱以及色散棱镜在望远镜跟踪过程中的残留色散,及色散棱镜的安装误差.     

有限距离目标的大气折射改正

大气折射映射函数研究中的母函数方法大大地提高了对流层大气折射改正的计算精度，进而提供了在近地平时低高度观测的足够高精度大气折射改正计算方法。作为高精度大气折射模型的进一步考虑，有限距离目标，例如小于几百千米高度，可能对大气延迟和天大气折射都能引入额外的改正。本应用了天大气折射一些新定义，以及详细地讨论了一种有限距离目标的大气折射改正的计算模型，其中包含在映射函数中的角自变量从传统的真天顶距到本征天顶距的改变，对大气延迟和天大气折射的模拟计算表明：本结果对小于向百千米的目标在低于10°的观测具有一定的影响。     

大视场长露光观测中的大气折射影响

利用给出的严格的较差大气折射计算公式,以ＬＡＭＯＳＴ为例,计算了较差大气折射对大视场长露光天文观测的影响．并与其他作者的结果进行了比较．该方法给出的是完整的较差大气折射量,与望远镜和导星方式无关．此外,还讨论了大气色散的影响,并探讨了可能的解决方法     

天文大气折射的较差测量方法及试观测结果

受到大气折射的影响,天文观测上通常回避仰角15°以下的目标的观测,但作为大气折射的完整理论研究,低仰角下的大气折射仍然是值得分析探究的.特别是对某些工程应用方面,低仰角的目标有时必须要观测.提出了一套新的利用较差方法测定大气折射的思路.利用一台较大视场的望远镜从天顶开始,在不同高度上对星空作一系列观测,计算不同天顶距处大气折射函数的各阶导数,最后经数值积分可给出大气折射实测值.该方法不依赖于严格的地方参数和复杂精密的观测仪器,并且观测原理相对简单. 2007年底,利用一台简易的大视场望远镜在兴隆观测站进行了试验观测,根据较差方法实测得到真天顶距44.8°至87.5°的大气折射值,初步证明了大气折射较差测量方法的可行性.受到观测条件的限制,本次实测结果精度有限,偶然误差最大约为6",并且存在一定的系统差.在天顶距84°时,与普尔科沃大气折射表的差值约为15".如何消除因积分模型误差引入的累积误差是今后需要解决的关键问题.     

低纬子午环配备CCD探测器(Ⅲ)——几项球面天文修正

本文用投影椭圆的方法推导了子午方向的天顶距测定值应加的星径曲率改正、以及星过仪器卯酉方向的时刻和天顶距测定值的相应改正;还推导了子午方向观测中由于过任一天体的赤经圈投影与子午面之间夹角的变化对量度坐标x测定值的影响,所有这些都是由于转轴观测和星象偏离芯片相对中心引起的。文章还推导了视场中任一星象相对于芯片相对中心的大气折射和周年光行差较差改正。并给出了以//2(x′-x)和1/2(y′-y)为引数的改正公式,同时还得出,对于天顶距大于15°的观测,量度坐标x的大气折射较差改正可以忽略不计。     

光学波段上的频率相关映射函数

基于大气折射母函数方法，本给出频率相关的对流层大气延迟改下 射函数，这个结果可以应用到工作在光学波段上的空间技术上，如卫星激光测距等。新公式可以在10°或更低高度角保持很高的精度。     

近地天体望远镜增加卡氏内氏焦点的可行性研究

近地天体望远镜是巡天望远镜, 具有短焦距、大视场、低空间分辨率的光学特点. 望远镜只有一个主焦点, 焦距1.8 m, 底片比例9um/'', 像斑几何能量集中度EE80 ≤2''(像斑环绕能量的80%,即80% encircled energy, 记为EE80), 有效视场直径为4.28-°(14.3deg2), 目前配10k times 10k的STA1600LN CCD (charge-coupled device) camera, 观测视场为9deg2. 通过光学系统设计, 在原光学系统上增加副镜及场改正镜, 获得了焦距9m的卡氏焦点和内氏焦点，底片比例43.6 um /"，在直径15''的可用视场内，像斑EE80≤0.5",为近地天体望远镜实现多终端观测提供了理论依据.     

大气折射的计算

把普尔科沃大气折射表的第4、第5版进行完全计算机化，用多项式拟合大气折射表，直至天顶距83°为止，公式和表列值完全符合，同时用实际计算进行了精度比较。中丹水平子午环大气折射计算采用了计算机化的算法。大气折射是精密天体定位的重要研究课题之一，它除了影响光学天文定位外，还严重地影响射电天文、激光精密定位及GPS比对精度，随着天文定位精度的提高，大气折射的研究更显出其重要性。     

施密特望远镜的主光路导星系统

通过对施密特望远镜导星系统的研究,本文提出了一种新的主光路导星系统的设想。在这种导星系统中,引导星位于视场的中心,避免了由于大气较差折射引起视场尺度变化对导星精度的影响。这种导星系统的另一个显著优点是不需要任何运动机件来搜索所需的引导星,从而使导星系统结构简化。文章还对导星系统相关的其它问题进行了讨论。     

大气参数变化对VLBI对流层时延计算值的影响

本采用我国上海、昆明和乌鲁木齐三个VLBI站的对流层大气高度参数ht和对流层内温度垂直梯度βt参数月均值资料，估计了对干大气时延的影响，结果表明在地平高度ε＝10°－20°时两参数的变化可引起干大气时延周年变化的幅值分别为1-5mm和2-15mm；ht的周日变化也可引起大气时延周日变化约1mm，因此，对于1ps级精度的VLBI物理模型，ht和βt不应当采用测站的固定常数值。     

LAMOST光学系统成像的动态模拟分析

LAMOST是一个大视场兼大口径的中星仪式望远镜,其光学系统是反射Schmidt系统。为克服Schmidt系统长镜筒（二倍焦距）的整体运动所引起的各种困难,采用了特殊的装置,即球面主镜固定不动,由非球面改正板的转动完成对被观测目标的瞄准和跟踪。使大视场和大口径的兼备成为可能。因而AMOST在观测过程中的成像情况与一般的望远镜不同,其焦面、改正板的位置和面形,都随观测天区和时间而变化,另外还有视场旋转和大气折射的影响。本文提出了用光轴稍微倾斜放置的球面代替最佳焦面的方法,并详细叙述了对LAMOST实际观测过程中,光学系统成像情况动态模拟分析的方法和结果。进一步证明了这种特殊的光学系统的可行性。     

实测大气折射值的新方法

简单评述了现有各种版本的大气折射表所依据的理论基础和编制方法，指出了实测大气折射值、建立随地形而异的实测大气折射模型的必要性和应具备的基本条件；在分析了长期以来不能直接测定大气折射值的原因后，介绍了一种在不同方向精确测定大气折射值和建立观测点大气折射模型的新方法，以及所依赖的观测仪器具备的特性，最后给出了用实测数据建立的本地大气折射模型。     

关于天文折射

本文概述了天文折射产生的原因及其对天体测量观测的影响;天文折射的早期和近代的一些理论,以及依据这些理论建立的模型。同时指出,这些理论和模型所存在的问题,关键是不能客观地描述真实大气状况,这导致了折射表的不精确,尤其是在大天顶距的情况下。强调了从天体测量观测和研究大气状况本身的需要出发,用新方法及手段实时实地的对天文折射进行测量。     

人造卫星大气光学折射的研究

本文提出一种适用于大气光学折射计算的准大气模式;并推导出计算大气内外目标的光学折射公式,特别是计算人造卫星大气折射的公式,在精度方面可与数值积分相比,但便于实践中使用。     

VLBI观测中不同对流层大气时延模型的比较

本采用上海、昆明和乌鲁木齐三个VLBI站各自不同的大气参数分别计算并比较了Chao、Marini和CfA-2.2三个大气时延械琪不同地平高度ε的映射函数所对应的理论大气时延值。结果表明，Marini模型有相对较大的偏差；Chao与CfA-2,.2模型相比较，在ε=10°＋20°范围，夏季湿性大气时延偏差的三个站的平均为＋47mm- 6mm，而冬季干性大气时延偏差的相应平均为-28mm--9mm；在平均大气条件下，偏差值约为10mm左右。分析表明，Chao与CfA-2.2模型的理论时延之差与季节分布有关，可能的原因来自Chao模型的影响和CfA-2.2模型中湿映函数的误差，有这待于未来VLBI观测结果的进一步试算和对大气时延模型的改进。     

用低纬子午环绝对测定大气折射改正

利用子午仪器进行天体位置的绝对测定,大气折射效应是仪器以外的主要误差来源。尤其是在大天顶距的情况下,用目前的大气折射理论,不能给出可用的精确数值。为了提高天体位置的测定精度,本文提出利用低纬子午环在卯酉方向观测,实测大气折射值,期望利用实测的结果,建立更接近于实际情况的大气折射表。同时,可以对不同光谱型的恒星建立专门的大气折射表。     

大气反常折射对星表和参考系的影响

在过去的时间纬度工作中,对大气反常折射的研究证明,大气反常折射给时问纬度测量带来了严重的影响。而当时大多数星表的编制都是时间纬度测量的副产品,无疑大气反常折射也给这些星表带来严重的误差影响。过去我国的经典天体测量工作以测时、测纬为主,这一问题并没有得到重视。在星表和参考系工作已成为我国基本天休测量工作的一项主要内容的今天,对大气反常折射的测量与研究,尤其对有效的测量应得到足够的重视。作者根据自己的实际测量和研究指出,大气反常折射主要由观测室周围不良小气候的造成,其中以具有周年变化和周日变化的大气反常折射对初始星表系统的影响最为严重。并分别讨论了这种反常折射对子午星表、等高星表和参考系的影响,提出了今后开展这方面工作的建议。     

可见度函数中|的相位分析

本文在考虑了大气影响的条件下、导出了可见度函数的积分表达式,(6).据此,给出可见度函数的相位关系并分析其来源,分为四类,名之为:可见度函数的基本相位、大气折射相位、不对称源相位和双源相位。结果揭出:(1)由于视场中心与源分布中心的不一致,引出了可见度函数的基本相体和大气的二级效应。(2)即使基线较短时,大气的一级效应所引起的相位与可见度函数的基本相位比较,仍是一个不可忽视和数量,之所以如此,是由于使用了相位旋转技术。(3)当综合射束的尺度较源的尺度为大时,源分布的不对称性也可引出可见度函数的相位.此外,本文严格地解释了闭合相位技术消除大气影响的可能性。     

测定天文大气折射和建立折射延迟实测模型的必要性

根据经典天体定位测量受天文大气折射的影响和现代空间大地测量对中性大气折射延迟改正的要求,分析了这些修正没有达到预期精度要求的原因:主要在于不能直接测定天文大气折射;文章针对这些影响量对大气分布模型的依赖性,改正值应随着不同的观测站和不同方位而异的要求,提出了提高这两种改正精度的有效途径:在各观测站不同方位的各天顶距,测定天文大气折射值,分别建立不同方位的大气折射实测模型,并利用实测数据,求解出折射率差和映射函数的参数,建立和采用随着观测站、随着方位而异的折射延迟改正模型。这一新方法的实施,将能在避免采用大气分布模型的情况下,把较低高度角的折射延迟改正精度从现在的米级提高到厘米级,并且把截止高度角压缩到5°以内。文章还论述了在各观测站多方向测定天文大气折射值的可能性。