数字天顶摄影定位系统测量精度的探究

恒星定位定向技术具有主动测量、抗干扰性强的特点,被广泛应用于国民经济建设等领域。随着摄影测量技术、CCD成像技术、全球导航卫星系统定位技术和计算机技术的飞速发展,我国已逐步实现自动化天文测量设备的自主研发和制造。简要阐述数字天顶摄影定位系统的基本原理及数学模型,并将其测量成果与Y/JGT-01天文测量系统的测量成果进行对比分析,通过实测数据验证数字天顶摄影定位系统的稳定性及可靠性。结果表明,数字天顶摄影定位系统的实测结果与早期天文基本点成果差异性较小,内符合精度满足规范要求,外符合精度与现有稳定可靠的天文测量系统成果的一致性较好。

GAIA DR2星表在数字天顶摄影定位中的应用

为提高数字天顶摄影仪的测量精度及稳定性,将GAIA DR2星表应用于数字天顶摄影定位数据处理的工程实现;比对了传统依巴谷星表与最新发布的GAIA DR2星表之间星体参数特征及恒星空间分布状态的差异;系统分析了GAIA DR2星表站心视位置计算模型及恒星空间分布对旋转轴位置解算精度的影响。实验结果表明,使用GAIA DR2星表能为星图匹配提供高精度冗余数据,使天文定位精度在纬度方向提高了27%,经度方向提高了31%。研究成果验证了GAIA DR2星表应用于数字天顶摄影定位工程实践的可行性与准确性。

数字天顶摄影仪的图像处理

垂线偏差的测量过去一直受天文坐标测量困难的影响而效率低下 为了快速、精确地测得垂线偏差 ,提出了利用大面阵CCD构成数字天顶摄影仪 ,对拍摄的恒星影像进行搜索、细分定位处理 ,计算出测站点的天文坐标的基本原理 ;再根据GPS测得的大地坐标 ,解出垂线偏差 并且结合本系统自身的条件 ,提出了快速在大面阵CCD图象中搜索多个恒星目标的新方法 通过软件模拟 。

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3 073×2048大小的CCD实测图像星象准确匹配识别。

基于数字天顶摄影仪的地球自转参数测定方法研究

为研究利用数字天顶摄影定位方法测定地球自转参数的可行性,结合数字天顶摄影定位原理及时空基准转换差异,详细分析多台站地球自转参数测定及单台站UT1-UTC测定原理,并推导给出相关数学模型。模拟仿真及实测验证结果表明,采用目前高精度天顶摄影定位系统(精度0.05″),通过全国范围内的合理布站,可实现UT1-UTC参数±5 ms、极移参数±0.06″的测量精度。单台站UT1-UTC实测精度为5~8 ms,可满足特定军事工程需求,同时可为多台站联合解算ERP参数提供数据支撑。研究成果可为我国开展地球自转参数测定提供理论参考。

数字天顶摄影仪的倾斜仪状态参数计算

倾斜仪的状态参数直接影响着数字天顶摄影仪的定位测量结果精度。本文介绍了倾斜仪状态参数的数学计算模型、不同计算模型分析及在实际应用中的选型,并对四参数计算模型的算法及实现方法做了详细的阐述。

基于数字化天顶摄影仪的星图识别方法改进

针对数字化天顶摄影仪的传统星图识别方法存在未考虑精调平状态下的小倾角,数据拟合模型参数解算不准确导致出现识别结果不准确的问题,对传统星图识别方法进行了改进。首先依据数字化天顶摄影仪的成像原理,构建了八参数数据拟合模型,消除了实际拍摄过程中小倾角带来的影响,提高了数据拟合的准确性;其次引入稳健估计原理,采用稳健加权总体最小二乘法解算模型的参数,抑制粗大误差对参数解的影响,更加彻底地剔除了粗差星。实验结果表明:改进后的星图识别方法可提高星图识别的准确性。

数字天顶摄影仪确定垂线偏差及其精度分析

给出了数字天顶摄影仪的基本结构和垂线偏差测量的基本算法,结合仪器和测量过程,分析了垂线偏差测量误差。数字天顶摄影仪的自动化程度和测量精度都高于传统的天文大地测量。