光学 精密工程
2021, 29(12): 2902
1 长春工业大学，长春 130012
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033
为提高天文定位系统的定位精度，减小倾角传感器安装误差对系统水平测量精度的影响，对系统中倾角传感器的安装参数标定及校正进行了研究.首先，给出基于倾角传感器的天文定位系统工作原理，分析倾角传感器安装过程中存在的误差源.然后，提出一种通过对天文定位系统进行改造，利用系统自身完成倾角传感器安装参数标定的方法，并给出了倾角测量数据的校正算法.最后，建立三视场天文定位系统仿真测试平台，对标定方法的性能进行了分析和验证.实验结果表明：该倾角传感器安装参数标定方法的标定精度与倾角传感器自身测量精度保持一致，在全量程范围内校正后的倾角测量结果最大误差为4.315 5″，基本满足天文定位系统中高精度倾角测量要求.
天文定位 倾角传感器 标定 安装参数 校正 Celestial positioning Inclinometer Calibration Installation parameters Correction
1 中国科学院国家天文台, 北京 100012
2 中国科学院大学, 北京 100049
利用内符合精度和外符合精度两种精度判定方法, 对国内首台基于APOSOS亚太地基光学空间物体观测系统)项目安装在国外的15 cm 地基空间碎片光电观测望远镜获得的观测数据进行了观测精度计算分析。经过计算分析, 得到内符合精度在5″左右; 利用全球激光测距服务系统提供的综合激光测距数据格式标准点资料对Lageos1、Lageos2和Ajisai卫星进行精密定轨, 进而获得这些卫星的精密轨道, 并以此精密轨道作为APOSOS 15 cm光电望远镜观测数据外符合精度的评定依据, 得到外符合精度大约在6″左右。计算分析结果表明: 系统的观测精度较高, 达到了设计指标, 能够满足科研和工程应用的需要。
观测精度 中误差 空间目标 激光测距 天文定位 observational accuracy root mean square error space object satellite laster ranging celestial positioning 红外与激光工程
2017, 46(1): 0117002
第二炮兵工程大学 兵器发射理论与技术国家重点学科实验室, 西安 710025
数字天顶仪在进行天文定位的过程中存在轴系偏差.为了高准确度地进行倾角补偿,在考虑倾角仪参量的基础上精确推导了倾角的输出数据,并分析了倾角仪参量的准确度对定位结果的影响.得出当倾角仪双轴尺度系数变化值的平方和小于10-6时,倾角仪标定参量的变化对定位结果的影响可以忽略.对数字天顶仪的倾斜角和测站点位置准确度对倾角仪参量的标定准确度的影响进行了分析,结果表明倾角在大于100″时参量标定的准确度较高,当测站点位置误差小于0.23″时对于标定参量的影响较小.
天文定位 数字天顶仪 双轴倾角仪 倾角补偿 标定参量 测站准确度 Celestial positioning Digital zenith camera Two-axis tilt sensor Compensation of tilt Parameter calibration Precision of station
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
本文提出了一种基于星图识别的快速定位算法用于加快空间目标的定位速度和提高定位精度。首先, 采集当前图像的拍摄时刻和编码器角度值, 运用天文定位三角形建立的地平坐标系与地惯坐标系的转换关系, 计算设备视轴在地惯坐标系中的指向;然后, 由视轴指向所在的天区, 提取出该天区所有的导航星与特征库;结合有初始指向的局部星图识别建立图像中背景恒星星像与导航星的对应关系。最后, 根据小孔成像原理, 通过已识别的背景参考恒星以角距离匹配的方式对空间目标进行相对定位。对4°×4°视场、分辨率为1 024×1 024的实际图像的试验结果表明, 因定位过程中引入了天文定位三角形模型和星图识别, 大大加快了空间目标的定位速度, 初始定位速度平均约为400 ms;又因采用相对定位的方式排除了影响定位精度的因素, 空间目标的定位精度优于2″。
空间目标 星图识别 天文定位 最小二乘法 space-object star identification celestial positioning least square 光学 精密工程
2014, 22(11): 3074
中国科学院西安光学精密机械研究所, 西安 710119
研究并分析了一种加权最小二乘曲面法, 将其用于空间目标天文观测, 该方法不仅简单方便, 而且还能够用于高准确度、大数据量的天文定位.通过实际星空观测, 对连续拍摄的星图进行分析计算, 结果表明, 拟合均方误差在赤经和赤纬方向均优于4″.赤纬的定位准确度高于赤经的定位准确度, 在赤经与赤纬方向上的最大定位误差分别为5.13″和1.74″.该方法降低了恒星位置误差对观测结果的影响, 剔除了定标星的偶然匹配误差, 提高了观测数据的利用率以及天文定位准确度, 在实际工作中有较高的应用价值.
天文定位 空间目标 坐标变换 加权最小二乘 高准确度 误差分析 天文观测相机 Celestial positioning Space object Coordinate transformation Weighted least square High precision Error analysis Astronomical camera 光子学报
2014, 43(11): 1112005
