天文大气折射的级数展开式

对天文大气折射的级数展开理论进行了研究,给出了新的级数展开式。新的级数展开式能够展开到任意阶次项,并且达到了亚毫角秒的理论精度;另外,把地面附近的位相折射指数作为未知数单独提出来,适应了光学技术在不同观测波长情况下的处理,并给出了以视天顶距正切为引数的级数展开式。这一成果将可完全取代普尔科沃大气折射表公式,也可以利用该方法进行射线跟踪的理论研究。

天文大气折射级数展开式的系数

利用射线路径上两点之间大气参数满足的理论关系,给出了大气对天文大气折射的影响,不但考虑了干大气,而且考虑了水汽电子位移极化和偶极子转向极化对天文大气折射的贡献。该积分表达式不依赖于大气分布模型,适应不同方位的计算和高精度的需求。

映射函数形式的天文大气折射理论公式

重新研究了中性大气折射延迟映射函数的近似母函数.在此基础上,本文得到了一个新的天文大气折射的理论公式,即映射函数形式的表达式.数值计算表明,利用本文公式和利用普尔科沃大气折射表公式计算的蒙气差相差很小.在天顶距小于30°的情况下,二者之差小于0″.05,在天顶距小于65°的情况下,二者之差小于0″.11;在天顶距大于65°的情况下,二者之差却不增反降,直至在天顶距75°处出现负值,但也就是在天顶距75°处,二者之差的绝对值又开始增加;但总体上,在天顶距小于75°时二者之差的绝对值小于0″.11.可见,以映射函数形式的蒙气差公式取代复杂的普尔科沃大气折射表公式是可行的,也可以利用天文大气折射测定值来建立大气延迟模型.

映射函数对天文大气折射的改进

本文利用大气折射积分母函数方法，分别给出在射电波段和光学波段上天文大气折射改正的映射函数，并完整地考虑了天文学和空间技术所需要的物理和地球物理因素引入的改正．本文还利用探空气球的资料分析了新天文大气折射改正公式的实际精度；计算结果证明：它在2°高度角时达到5”左右，而在5°高度角时约为1”．我们认为：限制计算精度的主要因素是真实地球大气分布与理论大气模型的区别．

天文大气折射与映射函数的数值模拟

为了研究天文大气折射与中性大气折射延迟之间的内在联系,利用天文大气折射表的表列数据对大气折射延迟的映射函数进行了数值模拟。计算结果表明,用天文大气折射测定值模拟映射函数是可行的;同时也表明,映射函数的形式是次要的,随着连分式项数的增加可以提高模拟的精度。该结论对于改善大气折射数据处理的归算精度,降低仪器的观测截止角,和提高仪器的使用效应具有一定的参考价值和指导意义。

天文大气折射通用积分表达式

天文大气折射是经典天文学和大地测量学研究的重要课题之一.利用电磁波传播路径上相邻两点之间大气参数所满足的理论关系,给出了多元大气层和等温大气层对天文大气折射影响的通用积分表达式.此表达式既包含了干大气,又包含了水汽对天文大气折射的影响,以及它们对天文大气折射的耦合影响.给出的通用积分表达式不依赖于大气分布模型,因此,不但改进了现有的球对称大气折射理论,而且适应了不同方位的需求.

天文大气折射改正模型比较分析

天文大气折射一直是影响天文测量精度的主要因素之一,针对光学天文测量中大气折射的问题,主要介绍、归纳了几种在处理天文大气折射改正中常用的模型,并比较分析了标准大气条件下不同模型的改正效果,为天文大气折射模型改正的进一步研究提供基础。结果表明:在天顶距不大于60°的情况下,不同方法之间差异性很小,但随着天顶距的增大,不同方法的差异增大。对于高精度天文测量,需要寻求一种精度高、实用性强的处理方法对天文大气折射的影响进行改正和计算。

中性大气折射延迟的研究现状及其天文测量方法

经典天体测量和大地测量所作的天文大气折射修正,以及现代空间大地测量所作的电磁波中性大气折射延迟改正,都没有达到期望的高精度要求,原因在于不能直接测定天文大气折射和折射延迟模型的参数,只能采用各地相同和各向同性的理论模型作改正.为了提高修正精度,人们用测量数据反演各观测站不同方位的经验改正模型.本文根据有关学科发展对空间大地测量的精度要求,阐述了折射延迟量与观测站周围的地形有关的事实,指出了建立和采用随观测站、方向而异的改正模型的必要性;在分析了长期以来直接测定天文大气折射或折射率的几个主要障碍和已具备的条件后,根据光学波段的天文大气折射与射电波段的大气折射延迟之内在联系,提出了在各测站采用天文大气折射测定值,建立各自随方位而异的大气折射实测模型和折射延迟实测模型的方法;文中还给出了测定瞬时天文大气折射、建立两种实测模型的总体方案.这一方法的实施,将有可能把天顶方向的延迟改正精度提高到1mm以内、高度角5°处的精度提高到厘米量级,并且把截止高度角压缩到5°以内.

GPS中性大气折射延迟的研究

简述了GPS大气折射延迟研究的进展,针对GPS对中性大气折射延迟改正精度的要求,给出了研究天文大气折射和中性大气折射延迟的一个可能方法,即:基于映射函数形式的天文大气折射模型,利用不同方位的天文大气折射值的测定数据,求解映射函数中的参数,进而可建立随观测站和随方位而异的大气折射延迟改正模型。

一种新的测量大气折射的方法

大气折射是直接影响地面天体测量位置的一项较大的修正项.现有的大气折射表仅采用某一地区的大气平均密度编制而成,而实际大气密度的分布情况还受到观测站的地理环境、周围建筑物分布、气象环境等要素的影响.因此对于高精度的观测,仅用统一的大气折射表作修正是不够的,提高大气折射修正值精度的根本途径是建立观测站本地的大气折射实测模型.根据多功能天文经纬仪的特点,提出一种仅用子午方向的视天顶距测定值就可得到瞬时天文纬度测定值的方法,将这种测定值分别用于建立子午方向大气折射实测模型和各给定方位的大气折射实测模型.并且在编制观测纲要时满足一定的限制条件Σtan z→0,巧妙地压缩原有大气折射表等系统误差对瞬时天文纬度测定值的影响.