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。     

CCD数字摄影在天文定位测量中的应用探讨

随着微电子技术的发展，CCD图像传感器的应用领域不断扩展，目前，已逐步应用于天文观测。本文研究了CCD数字摄影在天文定位中的坐标系统，初步探讨了CCD天文定位的基本原理和其应用特点，想必在不久的将来，该技术会应用于我国天文测量，告别过去经典天文观测费时费力的模式，大大提高作业效率和观测精度，使摄影天文定位数字化成为可能。     

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。     

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。     

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。     

电荷耦合器件(CCD)在测绘中的应用

本文介绍了CCD的工作原理及其在天文、精密水准测量、摄影与遥感、自动测图等方面的应用,并指出了CCD在测绘中应用的前景。     

Tycho-2星表读取及恒星视位置计算研究

为了建立高精度的恒星视位置计算模型,该文基于FORTRAN语言对Tycho-2星表进行读取,并分别绘制J2000.0时刻全球和中国区域恒星分布图;建立了一个新的恒星视位置计算模型,对天顶望远镜实测CCD星像进行处理,并与NOVAS-F程序的视位置计算结果进行比较,以此验证新的计算模型的可行性。实验结果表明,新的恒星视位置计算模型精度符合精密天文大地测量标准。     

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...     

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。     

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.     

新天文常数、系统对天文经纬度和方位角的影响

本文从理论上讨论了新天文常数、系统对恒星视位置影响的周期性、计算公式及其数值范围,并结合一等天文外业的实际情况,推导了新天文常数、系统对天文经纬度和方位角的影响公式及其数值范围,从而得出在任何年观测都可以使其影响忽略不计等结论。     

用任意星进行天文定向的研究

天文定向是测定天文经纬度前不可缺少的一项工作,对其有着直接的影响,如定向不准确,则以后的工作无法完成。本文研究了在北极星无法应用情况下的天文定向问题,提出并实现了利用任意恒星进行天文定向;推导出了两种用任意恒星实现天文定向的公式,并给出了其具体解法。     

利用天文观测图像对空间碎片目标进行自动识别与追踪

提出了一种利用天文观测手段获取的CCD图像序列对空间碎片进行自动识别和追踪的方法。该方法采用计算机图像处理、图像识别与分析和计算机视觉等相关技术,自动识别出每幅CCD图像中的空间碎片以及背景恒星等空间目标,并定量计算其有关特征;然后根据空间碎片移动较快的特点,在CCD图像序列中结合基于Snake模型的主动轮廓追踪和特征相似性比较两种方法,对其中出现的空间碎片目标进行自动识别和追踪。实验结果显示,该方法能准确地对空间碎片目标进行自动识别和追踪。     

天体视位置计算研究

利用美国海军天文台提供的矢量程序包和国际天文协会提供的基础天文标准库,研究了在地球和月球上精度可以达到毫角秒的恒星和行星视位置计算,分析了恒星视位置计算中的各种改正影响。     

偏流角对卫星三线阵CCD影像定位的影响分析

分析了偏流角改正和偏流角余差对卫星三线阵CCD影像摄影和控制定位的影响,提出了在卫星三线阵影像控制定位计算中消除偏流角余差影响的方法.实验结果表明,偏流角余差对卫星三线阵CCD影像控制定位的影响很大,在实际应用中必须加以修正.     

一种应用于天文大地测量的多视场星图模拟方法

星图模拟的研究大多集中在基于星敏感器的天文定姿领域,应用基于地面的天文大地测量的星图模拟几乎为空白。本文针对天文大地测量计算模拟需求,研究了一种基于地面可模拟多种视场的星图模拟方法,并对模拟方法的总体构想、恒星位置计算和模拟显示做了说明和推导,编制了星图模拟软件。测试表明,软件可较好地模拟不同视场不同亮度的恒星分布,并对恒星矢量图进行输出。     

卫星光学立体影像制图高程精度探讨

在卫星摄影测量中,目标定位和制图对高程精度要求不同,制图要求高程误差必须严格符合规范。本文以前方交会为基础,推演了框幅相机近似垂直摄影、交向摄影以及CCD线阵相机推扫摄影高程精度估算公式,可供卫星工程制订方案参考。     

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。     

新天文常数系统对我国1980大地坐标系的影响

本文列出新天文常数系统对恒星视位置的影响和对地面点天文坐标影响的公式，从理论和数值上讨论了新天文常数系统对我国1980大地坐标系的影响。     

星敏感器CCD相机成像模拟技术

星敏感器是卫星姿态确定与控制系统中重要的星上设备。为了能够方便地研究基于星敏感器的星图识别算法,采用恒星瞬时坐标进行星图模拟,讨论了根据空间坐标系的旋转变换以及摄影测量中的共线条件方程;利用计算机仿真技术对CCD相机成像过程进行模拟,得到模拟星图以作为下一步星图识别工作的基础。最后对坐标变换的准确性进行了验证。