Print

土星暗卫星位置的高精度测量研究

论文摘要

对太阳系行星及其卫星的位置测量研究有着重要的意义。天体测量的目的在于改进行星与卫星的轨道理论,为空间探测服务。本文的重点是对土星附近暗卫星的位置进行测量研究,而非对土星本体的位置测量。但是,对土星附近暗弱卫星的位置测量需要借助高精度的土星位置数据。彭等人提出基于阈值的边缘检测方法,应用该方法,得到的土星位置数据精度较高。本文则在前人工作的基础上,对土星附近的暗弱卫星进行位置测量。由于天然卫星大多距离主星较近,且二者的星等相差较大,造成天然卫星的位置难以测量。采用任何常规的数字定心算法,测量所得暗弱卫星的中心位置都会向着亮星中心偏移,影响测量精度。为了解决这个问题,本文做了如下尝试:(1)对土星光环进行去光晕操作,获得更多的测量土星附近暗弱卫星位置的机会。(2)在对土星光环进行去晕操作前提下,采用一个多项式拟合暗卫星所处区域的天空背景,利用高斯函数拟合方法对暗卫星进行位置测量。(3)分析不同阶次多项式背景下,高斯拟合函数的敛散性,最终找到一个使高斯函数收敛的拟合形式。我们采用两种不同形式的高斯拟合方程,按照是否对土星光环进行“去光晕”操作进行分别处理,以便更好地考察高斯拟合函数的收敛情况。实验结果表明:对土星光环进行去晕操作之后,暗卫星的拟合函数能够很快地收敛,通常背景多项式的阶数达到二阶就可以得到较好的精度。不对土星光环进行去晕操作,多项式背景高斯拟合函数的阶数则更高一些,通常要达到4阶。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 引言
  • 1.1 问题的提出
  • 1.2 历史方法回顾
  • 1.3 论文的组织结构
  • 第二章 土星光环边缘检测
  • 2.1 常用边缘检测算子
  • 2.1.1 Laplacian算子
  • 2.1.2 高斯型Laplacian算子
  • 2.2 土星光环边缘检测
  • 2.2.1 LOG算子边缘检测
  • 2.2.2 阈值边缘检测
  • 第三章 暗星测量相关算法
  • 3.1 常用数字定心算法
  • 3.1.1 修正矩法
  • 3.1.2 中值法
  • 3.1.3 寻导法
  • 3.2 高斯拟合法的实现
  • 3.2.1 最小二乘拟合
  • 3.2.2 背景多项式高斯拟合
  • 3.3 几种定心算法的补充说明
  • 第四章 高斯拟合在暗星测量中的应用
  • 4.1 FITS格式图像读取与显示
  • 4.1.1 数据读取
  • 4.1.2 数据变换
  • 4.1.3 图像显示
  • 4.2 土星光环位置测量
  • 4.3 图像相关处理
  • 4.4 暗星测量实现
  • 4.4.1 选取背景
  • 4.4.2 高斯拟合
  • 4.4.3 高阶多项式背景拟合实现
  • 第五章 实验数据的分析
  • 5.1 高斯拟合结果精度分析
  • 5.2 高斯拟合结果视图分析
  • 5.3 小节
  • 第六章 总结与展望
  • 参考文献
  • 附录 FITS格式图像简介
  • 致谢
  • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/c89c82201f1d499d23cefdcf.html