光行差对高轨卫星激光测距的影响分析

随着卫星激光测距技术的发展,高轨卫星激光测距的数据量明显提高。由于高轨卫星距离远回波弱,这就要求望远镜系统能精确地对准卫星目标才能接收到有效回波。首先分析了影响望远镜对准的光行差因素,即卫星运行的速度光行差和发射激光运行引入的光行差。文中以Glonass系列高轨卫星为例,重点研究了发射激光束运行引入的光行差偏移量,并且计算出测站测量Glonass系列卫星的光行差角偏移量为26μrad。在实际高轨卫星激光测距中对Glonass系列卫星进行了数十次的测距实验验证,证明了文中对光行差影响的分析是正确的。通过文中的研究可以提高高轨卫星激光测距的捕获机率,大大提高高轨卫星观测效率。

基于恒星光行差效应的地月空间航天器自主导航方法

为提高地月往返航天器导航效率与在轨生存能力、减小地面测控负担,提出了一种仅利用背景恒星成像观测的地月空间自主导航方法。根据恒星光行差效应建立观测模型,结合轨道动力学模型及扩展卡尔曼滤波(ExtendedKalman Filter,EKF)实现对航天器轨道状态量的估计。针对识别出的大天体引力场干扰及小视场约束下导航精度下降问题,提出了基于模型预测的大天体引力场处理模型及多视场协同自主导航精度提升方法。Monte-Carlo仿真试验表明,提出的方法可有效修正大行星引力场引起的光线偏折及小视场对导航精度的影响,实现了地月空间长时导航位置精度RMS优于3km,速度精度RMS优于0.2m/s。

天体测量中的光行差

光行差是天体测量中引起天体位置变化的主要因素之一,经典光行差处理方法不能满足高精度天体测量的需要,基于洛伦兹变换推导了狭义相对论下的光行差计算公式,分析了周年与周日光行差对于天体赤道坐标的影响。对于以高速运动的卫星为观测平台的高精度天体测量数据处理以及深空探测器的高精度天文导航定位也具有一定的参考与借鉴意义。

星敏感器在轨光行差修正方法研究

星敏感器作为目前航天器中最重要的姿态测量敏感器,其精度直接影响航天器姿态测量精度,因此对其误差源进行分析和修正则尤为重要。提出了一种星敏感器在轨光行差修正方法,根据光行差产生的原理和特点,将星敏感器沿探测器X和Y方向产生的光行差误差角巧妙地转换为光行差误差四元数,并直接对输出四元数进行修正,从而为修正星敏感器光行差提供了一种方便简洁的方法。

光行差对恒星时的影响分析

光行差是观测者的运动速度与星光的运动速度相结合(相对运动)产生的一种光学效应。各种光行差对恒星的观测均会产生影响,本文阐述了周日光行差和周年光行差对恒星坐标(主要是赤经)的影响,并进一步分析光行差对地方恒星时产生的影响。

顾及光行差改正的遥感卫星成像模型及验证

结合光学遥感卫星的几何特性和成像机理,系统地分析了光行差效应对光学遥感卫星对地观测精度的影响。根据光行差效应影响的机理与特点,文章推导出了严格的光行差模型,并通过一个变换矩阵将该模型引入到传统共线方程模型中,实现了模型中光线真方向向量与视方向向量之间的转换。在实验阶段,通过两组实验对本模型的精度和有效性进行了对比验证,首先基于不同侧摆角的模拟影像对比分析了传统模型和本模型的定位精度,然后,结合几何定标的补偿效应,对比分析了两种初始模型及定标后的精化模型在不同侧摆角下的定向精度,进而验证各模型对光行差的改正效果。实验结果表明,文中方法可以有效的补偿卫星影像由光行差引起的几何误差,提高敏捷光学卫星大侧摆成像时的定位精度。

光行差测定研究

介绍了周日光行差、周年光行差的形成与变化．比较了恒星周年视差与光行差的方向差异以及极值出现的时间差异．介绍了光行差测定的手段，并指出地球绝对运动产生的先行差目前是无法测定的．

运动的核弹比静止的核弹威力小?——多普勒效应、红移、光行差和动体的质能当量关系

证明爱因斯坦立足于光速不变假设和长度收缩假设的洛伦茨变换未能正确地解释多普勒效应、红移和光行差现象;他也未能给出正确的动体的质能当量关系。作者立足于完全符合相对性原理的伽利略变换,成功地解决了上述问题。

基于相对论效应的光行差修正

对高精度的光行差修正计算提出了相对论效应的修正，这对于天体，特别是对行星的光行差观测、计算具有重要意义。

光行差公式的理论推导

本文用四种不同方法,从理论上严密地推导光行差公式.推导中对若干重要物理量的相对论变换作了较详细的介绍,从而说明光行差现象确实是狭义相对论的重要实验依据之一.

光行差公式的几何意义

本文主要说明：利用椭圆的性质，可以把光行差公式用几何学方法表示出来。

相对论光行差效应引起的河外射电源偏振角的快速旋转

在激变的射电-光学天体(Blazar天体)的观测研究中,偏振辐射特性可提供有关辐射区物理过程的重要情报,在相当多的这类天体中所观测到的射电(或光学)辐射偏振角的快速旋转就是一种非常特别的现象。本文考虑在致密射电源喷流的非轴对称螺旋磁场内传播的相对论性激波所激发的同步加速辐射的偏振角快速旋转的问题。研究表明在β_(ps)～cosθ时(β_(ps)——激波辐射区的速度,θ——视角),偏振角的旋转的最大速率不但和偏振度极小值相对应,也和流量极小值相对应,即偏振角旋转越快,流量和偏振度就越低,这种模型可解释确实观测到的偏振角旋转和偏振度之间的反相关性,但是通常观测到的流量变化与偏振角旋转并不成反相关,不少观测到的偏振角旋转发生在流量极大的附近或流量稳步下降的阶段。对于这些情形,显然必需考虑其它的物理原因,例如,相对论喷流-激波双成份模型可能是一种更好的解释。

从普遍的洛仑兹变换推导多普勒效应和光行差的一般规律

本文从普遍的洛仑兹变换和电磁波位相不变的定理出发，一次性地导出光的多普勒效应和光行差的一般规律，并由此一般规律导出纵向和横向多普勒效应及光行差的常用公式．

对迈克尔逊-莫雷实验及光行差现象的一种解释

从一个全新的角度解释了迈克尔逊-莫雷实验、密勒实验、艾里实验及光行差现象.实验是人类认识客观世界的基础,通过对这些实验和光行差现象的解释,在对其理解上变得自然、融洽、符合逻辑,并进一步揭示出光的传播需要媒质,而空间中存在着作为光传播媒质的无形态物质.

关于光行差和光线构成的思考

本文就光在宇宙基于背景辐射参照系中传播过程光速和光行差的机理进行分析,讨论光线构成、光谱红移等问题,继而对迈克尔逊莫雷实验零结果、狭义相对论光速不变假设和电动力学参照系协变、宇宙红移等问题进行探讨并给出一些不同的认识和结论。

光行差效应的麦比乌斯解释及其推广

本文对光行差效应进行了较为深入的探讨 ,通过麦比乌斯变换将其与黎曼球联系了起来 。

由光速不变原理直接导出光行差公式

本文不使用洛伦兹变换,直接由光速不变原理导出光行差公式.此推导方法,与光速不变原理直接导出钟慢效应、尺缩效应有一些共通之处,可作为光速不变原理教学中的扩展讨论或课后练习.

卫星遥感图像严密几何定位的光行差校正

针对光行差几何定位误差研究的不足,该文从光行差原理出发,推导出卫星对地观测中的光行差几何定位偏差计算公式,仿真光行差至少产生17m的几何定位偏差;然后在卫星遥感图像严密几何定位处理中,使用给出的视向量光行偏差角校正模型,实时校正严密几何定位模型中存在的光行差位置偏差,并给出校正模型。实际应用结果表明,该方法能够提高卫星遥感图像的几何定位精度。

考虑相对论效应的火星探测器天文测角导航

针对广义相对论效应使恒星发出的星光在经过大质量天体时发生一定程度的偏折,狭义相对论使高速运行的航天器能够观测到恒星光行差,这两者会造成航天器实际采集到的量测量与星历中对应的信息不符,进而影响导航精度的问题,提出一种考虑相对论效应的天文测角导航方法。通过对星光角距量测模型进行相对论效应修正,使其符合实际观测结果,以提高导航精度。仿真结果表明,在火星环绕轨道,提出的方法可有效修正相对论效应对航天器测角导航造成的影响。当星敏感器量测误差为3",火星敏感器量测误差为0.05°时,修正后的平均位置和平均速度误差相比于未修正的情况分别减少了13.97%和13.89%。

大质量天体产生传播光的媒介及其可行性光学实验

设计双光行差现象数学模型,可以由模型逻辑推理得出结论:大质量天体产生传播光的媒介。如果这一推论正确,则在大质量天体周围空间内,惯性系的运动状态一定可以被检测。为此,设计可检测惯性系运动状态的光学实验,包括运动旋转仪实验、运动振荡仪实验、光反射单位移实验、光反射多位移实验、光行差遮光实验、运动线性仪实验、迈克尔逊干涉仪太空运动实验、光与光接受器相对运动的频率变化实验、物体相对运动光频率变化实验。在以上9个光学实验中,如果实验仪器运动时得到了大于零的结果,并且所得结果与所设计的光学实验理论公式的计算结果相符合,证明“大质量天体产生传播光的媒介”正确。