【摘要】： 研制成功基于S1C077相機的外部同步觸發(fā)裝置，使S1C077相機具有適用于天文觀測的CCD漂移掃描(drift scan)功能。為解決通常利用滿幀(Full Frame)CCD漂移掃描模式觀測帶來的諸多問題，通過程序?qū)崿F(xiàn)了短幀(Part Frame)CCD漂移掃描模式。利用短幀CCD漂移掃描模式和凝視模式交替觀測恒星和地球同步衛(wèi)星，獲得參考恒星和地球同步衛(wèi)星良好的圓星像。討論了利用此設(shè)備觀測地球同步衛(wèi)星觀測方案的制定和實施。 針對該設(shè)備獲得的地球同步衛(wèi)星的觀測資料，獨立編制了數(shù)據(jù)處理軟件的初級版本，該軟件主要包括以下功能：漂移掃描恒星FTS圖像中星像的自動化檢測、參考星的匹配與證認(rèn)、CCD成像模型參數(shù)的歸算、星等模型參數(shù)歸算以及最終得到地球同步衛(wèi)星的光學(xué)位置(站心平位置)和視星等。該軟件選用UCAC2為參考星表。 利用上海天文臺的20cm馬克蘇托夫望遠鏡和25cm牛頓—卡塞格林望遠鏡已經(jīng)對幾十顆地球同步衛(wèi)星進行了觀測�；谠撥浖䦟σ恍⿲崪y資料進行了處理，得到了目標(biāo)的光學(xué)位置和視星等。光學(xué)定位結(jié)果的內(nèi)部精度約為0.5角秒。詳細(xì)分析了主要的誤差來源，分別是由參考星決定的局部參考架的誤差約0.15角秒，目標(biāo)量度坐標(biāo)誤差約為0.45角秒。當(dāng)臺站觀測條件好、望遠鏡光學(xué)性能佳時，地球同步衛(wèi)星的光學(xué)定位精度將會大大提高，理論上可以與該望遠鏡的恒星定位精度相當(dāng)。 根據(jù)對小天區(qū)地球同步衛(wèi)星搜索的試驗性研究，通過對搜索過程和比對結(jié)果的分析，提出了新的搜索方案。新搜索方案的出發(fā)點是“具有“8”字運動的有傾角的地球同步衛(wèi)星總是會在24小時內(nèi)兩次穿過赤道”。對新搜索方案的搜索效率和實施優(yōu)點做了詳細(xì)的分析和討論。 通常觀測地球同步衛(wèi)星時采用跟蹤衛(wèi)星的凝視模式觀測，針對觀測資料中出現(xiàn)的拖長恒星星像的特點，利用平均幾何中心法定恒星星像的中心。通過與重心法定拖長星像中心結(jié)果的比較，，認(rèn)為確定拖長星像的重心，平均幾何中心法要遠優(yōu)于重心法。另外在確定曝光過度星像中心時，平均幾何中心法也能夠獲得精度很高的結(jié)果。
【圖文】：

延長曝光時間又會使視場內(nèi)非跟蹤天體的星像拖長情況更加嚴(yán)重。圖1.1為利用上海天文臺25cm望遠鏡10秒曝光觀測鑫諾一號(同視場為北斗1C)，跟蹤恒星時的FTS圖像，圖中衛(wèi)星星像明顯拖長。圖1.2為5秒曝光跟蹤衛(wèi)星時的FTS圖像，圖中恒星星像明顯拖長。因此，對于地球同步衛(wèi)星，無論是通常所采用的光電望遠鏡觀測，還是大口徑天文望遠鏡的常規(guī)模式觀測，均難以獲得高精度的觀測資料。.2.2定位軟件方面一般在觀測人造衛(wèi)星時，根據(jù)望遠鏡指向讀數(shù)可確定衛(wèi)星的位置。由于各種儀器誤差的存在以及自然環(huán)境的變化，這種方法得到的衛(wèi)星光學(xué)位置精度較低，嚴(yán)重限制了衛(wèi)星精密定軌的精度。利用視場中的恒星作為參考星對人造衛(wèi)星進行相對定位，由于儀器誤差對衛(wèi)星和背景恒星的影響相同，因此這種相對定位的手段可顯著降低儀器誤差對結(jié)果的影響，可將衛(wèi)星定位精度提高到幾個角秒的水平。然而由于現(xiàn)有觀測手段無法同時準(zhǔn)確定出衛(wèi)星與恒星的星象中心

延長曝光時間又會使視場內(nèi)非跟蹤天體的星像拖長情況更加嚴(yán)重。圖1.1為利用上海天文臺25cm望遠鏡10秒曝光觀測鑫諾一號(同視場為北斗1C)，跟蹤恒星時的FTS圖像，圖中衛(wèi)星星像明顯拖長。圖1.2為5秒曝光跟蹤衛(wèi)星時的FTS圖像，圖中恒星星像明顯拖長。因此，對于地球同步衛(wèi)星，無論是通常所采用的光電望遠鏡觀測，還是大口徑天文望遠鏡的常規(guī)模式觀測，均難以獲得高精度的觀測資料。.2.2定位軟件方面一般在觀測人造衛(wèi)星時，根據(jù)望遠鏡指向讀數(shù)可確定衛(wèi)星的位置。由于各種儀器誤差的存在以及自然環(huán)境的變化，這種方法得到的衛(wèi)星光學(xué)位置精度較低，嚴(yán)重限制了衛(wèi)星精密定軌的精度。利用視場中的恒星作為參考星對人造衛(wèi)星進行相對定位，由于儀器誤差對衛(wèi)星和背景恒星的影響相同，因此這種相對定位的手段可顯著降低儀器誤差對結(jié)果的影響，可將衛(wèi)星定位精度提高到幾個角秒的水平。然而由于現(xiàn)有觀測手段無法同時準(zhǔn)確定出衛(wèi)星與恒星的星象中心
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（上海天文臺）
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：P123

【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張會彥;漂移掃描技術(shù)在CAPS定軌中的應(yīng)用研究[D];中國科學(xué)院研究生院（國家授時中心）;2011年

本文編號：2680472