天然衛(wèi)星天體測量的CCD圖像處理技術及應用研究.pdf

1、天然衛(wèi)星的高精度天體測量能夠改進行星及其衛(wèi)星的軌道理論，對太陽系起源和行星物理的研究具有基礎性的意義，天然衛(wèi)星的高精度定位觀測對空間探測也具有基礎性和前瞻性的意義，如探月、Cassini-Huygens探測任務。天然衛(wèi)星的高精度定位觀測也是構建天文參考系、天文年歷的基礎。本文開發(fā)了若干CCD圖像處理新技術并結合課題組過去十多年取得的前期成果和經(jīng)驗，成功研制了高精度CCD圖像處理軟件系統(tǒng)，并將其實際應用于天然衛(wèi)星和小行星的觀測資料處理中。

2、主要研究工作如下：
　　1、應用了若干CCD圖像處理新技術并成功研制了高精度軟件處理系統(tǒng)
　　在以前開發(fā)的圖像處理軟件基礎上加入了自動下載星表數(shù)據(jù)的功能。完善了圖像星與星表星的匹配功能，能夠?qū)崿F(xiàn)1平方度范圍內(nèi)星的盲匹配。實現(xiàn)了批量裁剪、批量翻轉圖像、批量匹配、批量轉換為16位圖像等批量處理功能。實現(xiàn)了去除幾何扭曲，計算目標的站心視位置等功能。軟件的研制大大地提高了CCD圖像處理的效率。
　　2、天然衛(wèi)星Phoebe的高

3、精度天體測量
　　我們將研制的軟件成功用于天然衛(wèi)星Phoebe(土衛(wèi)九)的高精度位置測量中。在2011~2014年我們在云南天文臺麗江2.4米望遠鏡上一共觀測獲得了346個Phoebe的高精度位置。我們從視場中導出了明顯的幾何扭曲并且去除了幾何扭曲的影響。我們的結果表明，當采用美國Jet Propulsion Laboratory(簡稱JPL)行星歷表DE431與法國Institude de Méchanique Céleste

4、et de Calcul deséphémérides(簡稱IMCCE)衛(wèi)星歷表PH12作理論位置時，觀測位置(O)與計算位置(C)，在赤徑和赤緯方向的平均(O-C)分別為-0.02 arcsec（角秒或弧秒）和-0.07 arcsec，彌散在赤徑和赤緯方向均為0.04 arcsec。我們發(fā)表的這批觀測資料的精度比國際上同類資料精度提高了3~5倍。
　　3、天然衛(wèi)星Triton的高精度天體測量
　　我們將研制的軟件還成功用于

5、天然衛(wèi)星Triton(海衛(wèi)一)的高精度位置測量中。2014年，我們在云南天文臺1米望遠鏡一共觀測獲得了109個Triton的高精度位置。JPL歷表和IMCCE歷表分別被用于計算Triton的理論位置。研究發(fā)現(xiàn)IMCCE理論計算中存在問題：它的視位置計算采用的是IAU1976的歲差模型和IAU1980的章動模型，這些模型不能滿足目前高精度觀測資料的歸算。我們的結果表明，當采用修改過的IMCCE歷表作為理論位置計算時，在赤徑和赤緯方向的平均

6、(O-C)分別為0.016 arcsec和0.071 arcsec，彌散在赤徑和赤緯方向分別為0.013 arcsec和0.011 arcsec。這一結果表明，采用最新國際理論和我們開發(fā)的圖像處理技術，觀測資料的精度比目前國際同行提高了4~10倍。
　　4、近地小行星Apophis的高精度天體測量
　　我們將研制的軟件也成功用于近地小行星 Apophis的高精度位置測量中。在2013年，我們在云南天文臺2.4米望遠鏡一共觀測

7、獲得了298個近地小行星Apophis的高精度位置。我們對星表中參考星的位置誤差和自行誤差進行了改正，然后從經(jīng)過偏差改正后的視場中導出幾何扭曲模型并且去除幾何扭曲。我們的結果表明，當采用 JPL193/DE431作為理論位置計算時，在赤徑和赤緯方向的平均(O-C)分別為0.016 arcsec和0.034 arcsec，彌散在赤徑和赤緯方向為0.041 arcsec和0.045 arcsec。與國際同行資料相比觀測資料精度提高了3~10