论文题目: CCD重叠观测整体平差方法
论文类型: 博士论文
论文专业: 天体测量与天体力学
作者: 于涌
导师: 李金岭,唐正宏
关键词: 天体测量,天球参考架,重叠观测整体平差方法,资料处理
文献来源: 中国科学院研究生院（上海天文台）
发表年度: 2005
论文摘要: 自20 世纪80 年代起,在天文观测研究领域中,CCD 得到了广泛应用并逐渐取代了照相底片。与照相底片相比,CCD 具有量子效率高、线性响应性能好和实时处理性强等优点。但CCD 一般尺寸仅为2～5 厘米,对于长焦距望远镜,其视场只有百分之几平方度,以至于视场内所含参考星数目很有限且分布不均。因为参考星的星表位置与量度坐标均存在误差,所以由数量和覆盖范围有限的参考星所构成的局部参考架将不可避免地存在系统偏差,进而影响目标定位结果的精度和系统均一性,这也限制了小视场CCD 在天体测量研究中的应用。 针对这个问题,我们提出了CCD 重叠观测整体平差方法(BA)的解决方案,即观测时CCD 视场部分重叠,借助于重叠区域内的共同星,建立相邻CCD成像模型参数之间的联系,以达到扩大视场、覆盖更多的参考星,从而改进局部参考架的目的。BA 方法使长焦距(小底片比例尺、高分辨率)与大视场(多参考星)这对矛盾的双方得到了有机的结合,因此在提高CCD 天体测量的精度方面存在理论上的优势。本文系统地进行了BA 方法的研究,主要工作与结论如下: (1) 回顾了照相底片重叠观测整体平差方法的发展历史,分析了该方法在照相底片处理中没有取得预期效果的原因。早在20 世纪之初,许多天文学家就已经认识到了照相底片重叠观测的整体平差在理论上的优越性。但是由于照相底片的先天不足,很难保证底片模型的准确性和参数的解算精度。而整体平差结果的精度依赖于所有底片模型的完备情况,模型不完备则必将给归算结果带来系统性的影响。因此,虽然重叠底片整体平差在理论上存在优势,但是该方法却一直没有得到真正的应用。 (2) 推导了CCD 天体测量对目标星定位精度的估计表达式。分析指出,在参考星表、CCD 和台址都选定并且忽略反常大气折射影响的情况下,提高CCD天体测量对目标星定位精度的途径是增长焦距(小底片比例尺、高分辨率)和扩大视场(多参考星)。但是长焦距和大视场这是一对天生的矛盾,对现有硬件设备是不可能同时得到满足的条件,因此限制了常规CCD 天体测量的定位精度。配备CCD 接收终端的长焦距望远镜,具有底片比例尺小的特性。通过CCD 重叠观测,并建立起重叠CCD 之间的联系,进而整体平差,这等价于扩展了视场。所以,BA 能够在方法上使得长焦距和大视场这一对天生的矛盾得到有机的结合,因而有望提高CCD 天体测量的精度。 (3) 根据“共同星在参考历元平位置相等”的原则,同时为了方便计算机编程,我们推导了BA 方法矢量形式的观测方程。通过共同星的约束将所有重叠
论文目录:
致谢
摘要
Abstract
第一章 引言
§1.1 照相天体测量的基本原理
§1.2 CCD重叠观测整体平差方法的提出
§1.2.1 CCD的优点
§1.2.2 CCD的主要缺陷
§1.2.3 解决方案
§1.3 本文工作和内容安排
第二章 关于照相底片重叠观测的整体平差
§2.1 照相底片重叠观测整体平差方法的发展历史
§2.2 照相底片重叠观测整体平差方法的应用效果与分析
第三章 CCD天体测量定位精度分析
§3.1 CCD天体测量目标星定位精度估计
§3.2 讨论
第四章 BA方法的矢量表达式
§4.1 BA方法的矢量表达式推导
§4.1.1 理想坐标系和量度坐标系的建立
§4.1.2 参考星观测方程的建立
§4.1.3 重叠区域内共同星观测方程的建立
§4.1.4 整个系统的最终解
§4.2 改正项的表达式
§4.2.1 岁差和章动转换
§4.2.2 周年视场改正
§4.2.3 光线引力弯曲改正
§4.2.4 周年光行差改正
§4.2.5 周日视差改正项
§4.2.6 周日光行差改正
§4.2.7 大气折射改正
§4.3 几个常用参数模型下BA方程的具体形式
§4.3.1 线性6参数模型下参考星的观测方程
§4.3.2 线性6参数模型下共同星的观测方程
§4.3.3 非线性8参数和12参数模型下观测方程的具体形式
§4.3.3.1 非线性8参数下观测方程的具体形式
§4.3.3.2 非线性12参数下观测方程的具体形式
第五章 BA方法具体实现中的若干问题讨论
§5.1 BA对成像模型的要求
§5.1.1 理想局部参考架下的单CCD归算
§5.1.2 底片模式的可外推性考察
§5.2 CCD成像模型的确认及非线性项的改正
§5.2.1 CCD成像模型的确认
§5.2.2 非线性项的改正
§5.3 关于大气折射改正的考虑
§5.4 关于共同星的较差改正
§5.5 BA法方程的特性分析
§5.6 共同星对提高底片参数解算精度的贡献分析
§5.7 小结
第六章 BA方法的程序实现与检验
§6.1 程序实现
§6.1.1 数据收集
§6.1.2 预处理
§6.1.3 整体平差与结果输出
§6.2 BA方法检验
§6.2.1 基于模拟CCD重叠观测的BA效果检验
§6.2.1.0 模拟数据的产生
§6.2.1.1 参考星较少的情况
§6.2.1.2 参考星覆盖区域较小的情况
§6.2.1.3 个别参考星存在较大位置偏差的情况
§6.2.1.4 局部区域参考星存在位置偏差的情况
§6.2.2 基于实测资料的BA效果检验
§6.2.2.1 CCD成像模型的确认
§6.2.2.2 非线性项的改正
§6.2.2.3 实测数据的BA效果
§6.3 小结
第七章 BA方法应用于河外射电源光学对应体的定位
§7.1 引言
§7.2 第一批观测资料的处理
§7.2.1 观测资料
§7.2.2 数据准备
§7.2.3 河外射电源光学对应体的定位结果
§7.3 第二批观测资料的处理
§7.3.1 观测资料
§7.3.2 数据准备
§7.3.3 河外射电源光学对应体的定位结果
§7.4 小结
第八章 总结与展望
§8.1 本文主要工作
§8.2 存在问题分析
§8.3 工作展望
参考文献
附录一 BA方法的FORTRAN语言归算程序说明
附录二 读博期间发表论文和报告目录
附录三 个人简历
发布时间: 2005-12-20
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标签：天体测量论文; 天球参考架论文; 重叠观测整体平差方法论文; 资料处理论文;