NTSC 50 cm光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的天體測(cè)量精度評(píng)估

嚴(yán)丹，張會(huì)彥，成璇，奚小瑾，喬榮川

NTSC 50 cm光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的天體測(cè)量精度評(píng)估

嚴(yán)丹1，2，3，張會(huì)彥4，成璇1，2，奚小瑾1，2，3，喬榮川1，2

（1.中國(guó)科學(xué)院 國(guó)家授時(shí)中心，西安 710600; 2.中國(guó)科學(xué)院 精密導(dǎo)航定位與定時(shí)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710600; 3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京100049; 4.中國(guó)科學(xué)院 上海天文臺(tái)，上海 200030）

通過(guò)6個(gè)不同天區(qū)梅西耶天體的CCD觀測(cè)圖像，對(duì)中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心（NTSC）新建的50 cm光學(xué)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了天體測(cè)量精度評(píng)估，確定本系統(tǒng)數(shù)字圖像數(shù)據(jù)歸算的最佳底片常數(shù)模型為3階（20常數(shù)）模型。在此基礎(chǔ)上，對(duì)地球同步衛(wèi)星和不規(guī)則天然衛(wèi)星（木衛(wèi)六）進(jìn)行試驗(yàn)觀測(cè)和數(shù)據(jù)分析。結(jié)果表明：對(duì)于地球同步衛(wèi)星，在赤經(jīng)和赤緯方向的內(nèi)符合精度分別為0.320″和0.280″，而木衛(wèi)六在赤經(jīng)方向和赤緯方向的觀測(cè)精度分別為0.100″和0.105″。較好的天體測(cè)量精度說(shuō)明了本套光學(xué)觀測(cè)系統(tǒng)完全可以滿足地球同步衛(wèi)星和較亮天然衛(wèi)星精密定位觀測(cè)的需求。

光學(xué)望遠(yuǎn)鏡；天體測(cè)量；同步衛(wèi)星；木衛(wèi)六

0　引言

大口徑光學(xué)望遠(yuǎn)鏡具有更強(qiáng)的聚光能力、更細(xì)致的空間分辨率，可以觀測(cè)到更遠(yuǎn)更暗的天體。近些年國(guó)內(nèi)外都在大力發(fā)展大中型口徑的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。但是隨著CCD終端的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，經(jīng)過(guò)技術(shù)改造和升級(jí)后的小口徑光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，也可以滿足一些特殊目標(biāo)天體的觀測(cè)要求。使用小口徑望遠(yuǎn)鏡可以對(duì)這些星等較亮的目標(biāo)進(jìn)行長(zhǎng)期充分的觀測(cè)，同時(shí)小口徑望遠(yuǎn)鏡具有建造和運(yùn)行成本低的優(yōu)勢(shì)，所以小口光學(xué)望遠(yuǎn)鏡仍然擁有相當(dāng)廣闊的應(yīng)用前景。2014年，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心（NTSC）根據(jù)工程需求，研制和構(gòu)建了一套50cm口徑的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，該套設(shè)備安置在中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心驪山觀測(cè)站，經(jīng)過(guò)調(diào)試和驗(yàn)收，目前已正式投入使用。

本套光學(xué)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)主要用于地球同步衛(wèi)星的光學(xué)測(cè)角和太陽(yáng)系小天體的精密定位工作。對(duì)地球同步衛(wèi)星的測(cè)角觀測(cè)，能對(duì)現(xiàn)有的同步衛(wèi)星偽碼測(cè)距系統(tǒng)提供一個(gè)很好的角度約束。由于其具有被動(dòng)觀測(cè)、隱蔽性強(qiáng)和造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)而成為地球同步衛(wèi)星的重要監(jiān)測(cè)手段之一[1]。大行星不規(guī)則衛(wèi)星是太陽(yáng)系小天體中一類重要的目標(biāo)，它們是指具有較大的軌道半長(zhǎng)徑、偏心率或軌道傾角（甚至公轉(zhuǎn)方向與大行星自轉(zhuǎn)方向相反）的天然衛(wèi)星。近年來(lái)，不規(guī)則衛(wèi)星的觀測(cè)與研究工作已成為重要的研究熱點(diǎn)之一，僅在《Nature》上就有多篇文獻(xiàn)介紹了不規(guī)則衛(wèi)星的觀測(cè)研究成果[2-3]。國(guó)內(nèi)對(duì)不規(guī)則衛(wèi)星的觀測(cè)研究目前主要集中在土衛(wèi)九[4]和海衛(wèi)二[5]，對(duì)木星的不規(guī)則衛(wèi)星尚未涉及。

本文首先對(duì)該套光學(xué)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)進(jìn)行天體測(cè)量精度分析和評(píng)估。利用在6個(gè)不同天區(qū)拍攝的梅西耶天體觀測(cè)資料，來(lái)確定本系統(tǒng)數(shù)據(jù)歸算時(shí)的最佳底片常數(shù)模型，以獲得較高精度的天體測(cè)量數(shù)據(jù)。然后在試驗(yàn)觀測(cè)的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)字圖像處理和天文歸算，給出了地球同步衛(wèi)星和不規(guī)則衛(wèi)星（木衛(wèi)六）的觀測(cè)結(jié)果。

1　觀測(cè)

1.1觀測(cè)設(shè)備

該套光學(xué)觀測(cè)系統(tǒng)硬件部分主要包括50cm光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、CCD相機(jī)、GPS/BD雙模時(shí)間采集系統(tǒng)、圓頂驅(qū)動(dòng)和望遠(yuǎn)鏡控制計(jì)算機(jī)、CCD數(shù)字圖像采集和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理圖形工作站。其中，望遠(yuǎn)鏡是美國(guó)PlaneWave公司研制的CDK 20赤道式望遠(yuǎn)鏡，相機(jī)是美國(guó)Apogee公司研制的F9000，部分主要參數(shù)列于表1中。

表1　觀測(cè)設(shè)備主要參數(shù)（或型號(hào)）

1.2觀測(cè)資料

1.2.1梅西耶天體

梅西耶天體是指18世紀(jì)法國(guó)天文學(xué)家梅西耶和梅襄通過(guò)觀測(cè)所編寫的《星云星團(tuán)表》中列出的110個(gè)天體。考慮到梅西耶天體對(duì)應(yīng)天區(qū)的星較多，所以挑選了6個(gè)不同天區(qū)梅西耶天體的觀測(cè)資料來(lái)確定歸算的最佳底片常數(shù)模型。每個(gè)天區(qū)均連續(xù)進(jìn)行兩次觀測(cè)，Binning＝2，未使用濾光片。觀測(cè)時(shí)間和梅西耶天體的信息可參見(jiàn)表2。表2中赤經(jīng)赤緯值是觀測(cè)天區(qū)的中心指向。作為例子，在圖1的左圖中給出了M32梅西耶天體的CCD圖像，右圖中帶圈的為UCAC4星表中證認(rèn)出來(lái)的參考星。

表2　觀測(cè)時(shí)間和梅西耶天體的信息

圖1　M32梅西耶天體的觀測(cè)圖像及證認(rèn)的參考星

1.2.2木衛(wèi)六

利用本套光學(xué)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)對(duì)天然衛(wèi)星進(jìn)行試驗(yàn)觀測(cè)，主要結(jié)合本光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的探測(cè)能力、臺(tái)站地理位置與目標(biāo)的可觀測(cè)時(shí)段等多方面因素，選擇木星最大的不規(guī)則衛(wèi)星木衛(wèi)六（Himalia）作為觀測(cè)的對(duì)象。分析評(píng)估其觀測(cè)精度，驗(yàn)證本觀測(cè)系統(tǒng)對(duì)木星不規(guī)則衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)的可能性。木衛(wèi)六是在1904年被發(fā)現(xiàn)的，軌道半長(zhǎng)徑為11460.1km，軌道周期為250.56 d，偏心率是0.158，軌道傾角為27.63°，視星等為14.84。觀測(cè)在2014年5月9至12日期間進(jìn)行?？紤]到木衛(wèi)六的星較暗，觀測(cè)時(shí)曝光時(shí)間取為10～40s，Binning＝2，目標(biāo)星象的信噪比在10左右，拍攝時(shí)間間隔為3min。由于天氣因素，其中1d沒(méi)有獲得觀測(cè)數(shù)據(jù)。圖2為木衛(wèi)六的觀測(cè)圖像及其目標(biāo)區(qū)域放大圖。

圖2　木衛(wèi)六（Himalia）觀測(cè)圖像及目標(biāo)區(qū)域放大圖

1.2.3地球同步衛(wèi)星

地球同步衛(wèi)星的測(cè)角觀測(cè)是本觀測(cè)系統(tǒng)的重要任務(wù)之一。2014年12月，使用該觀測(cè)系統(tǒng)對(duì)同步衛(wèi)星進(jìn)行了連續(xù)的試觀測(cè)實(shí)驗(yàn)。本文給出了其中1d對(duì)某一顆同步衛(wèi)星的觀測(cè)結(jié)果。同步衛(wèi)星觀測(cè)采用CCD漂移掃描技術(shù)，該技術(shù)是利用CCD電荷逐步轉(zhuǎn)移的原理，通過(guò)時(shí)序電路控制電荷轉(zhuǎn)移的速度，并使其并行轉(zhuǎn)移的速度和拍攝目標(biāo)的漂移線速度的大小相匹配。在電荷累計(jì)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)電荷跟蹤的目的，從而得到運(yùn)動(dòng)天體良好的圓星象[1]。觀測(cè)時(shí)，望遠(yuǎn)鏡與地面相對(duì)靜止，CCD采用凝視模式（圖3（b））和漂移模式（圖3（a））交替進(jìn)行觀測(cè)。凝視模式即傳統(tǒng)的積分露光模式，來(lái)自同步衛(wèi)星的光子落在CCD光敏面上相對(duì)固定的位置，形成圓形星象；同時(shí)由于地球自轉(zhuǎn)，恒星與望遠(yuǎn)鏡相對(duì)運(yùn)動(dòng)，來(lái)自恒星的光子落在CCD光敏面上不同的位置，形成拖長(zhǎng)星象。用漂移模式觀測(cè)時(shí)，CCD電荷并行轉(zhuǎn)移的速度與恒星在CCD像面上的運(yùn)動(dòng)速度相同，通過(guò)電荷跟蹤的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)恒星星象的跟蹤，因此，恒星星象為圓形；同時(shí)由于電荷并行轉(zhuǎn)移使得同步衛(wèi)星成拖長(zhǎng)星象。

2014年12月4日對(duì)某顆同步衛(wèi)星進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)7.5h的觀測(cè)?？偣搏@得695幅觀測(cè)圖像，其中漂移模式278幅，凝視模式417幅。漂移模式觀測(cè)時(shí)，同步衛(wèi)星星象拖長(zhǎng)，背景恒星星象為圓形。凝視模式觀測(cè)時(shí)，同步衛(wèi)星星象為圓形，背景恒星星象拖長(zhǎng)。在觀測(cè)時(shí)，采用每5幅觀測(cè)圖像為一輪觀測(cè)，其中第1幅和第5幅采用漂移模式，中間3幅圖像采用凝視模式。圖3所示的是局部的CCD圖像，分別對(duì)應(yīng)同步衛(wèi)星漂移模式和凝視模式觀測(cè)得到的圖像。

圖3　同步衛(wèi)星漂移模式觀測(cè)圖像和凝視模式觀測(cè)圖像

2　圖像處理及分析

2.1圖像處理

使用FORTRAN語(yǔ)言編程，完成圖像數(shù)據(jù)的計(jì)算處理過(guò)程。主要流程如下：①以圖像背景值的均值與3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差為閾值，對(duì)圖像進(jìn)行二值化，并采用八連通域[6]的方法識(shí)別星象；②對(duì)每個(gè)星象在其星象半徑范圍內(nèi)采用“二維修正矩”的方法確定星象的量度坐標(biāo)，星象半徑大約為1.5倍的FWHM（半高寬或半峰寬）；③根據(jù)觀測(cè)圖像的中心指向和視場(chǎng)大小在參考星表中提取相應(yīng)天區(qū)的恒星，并使用“三角形匹配”[7]的方法匹配參考星；④使用初次匹配上的參考星進(jìn)行1階（6常數(shù)）底片常數(shù)模型歸算，求解出圖像中所有星像的天球坐標(biāo)。再與UCAC4[8]星表進(jìn)行比較，證認(rèn)出更多的參考星；⑤選取合適的底片常數(shù)模型，利用④識(shí)別出的參考星，精確歸算目標(biāo)星的天球坐標(biāo)。

2.2底片常數(shù)模型

底片常數(shù)模型用來(lái)描述量度坐標(biāo)和天球理想坐標(biāo)之間的系統(tǒng)差，包括平移、旋轉(zhuǎn)、比例尺差和畸變。常見(jiàn)的底片常數(shù)模型有1階常數(shù)（6常數(shù)），2階常數(shù)（12常數(shù)），3階常數(shù)（20常數(shù)），4階常數(shù)（30常數(shù)）[9]。為了選取最佳底片常數(shù)模型，我們觀測(cè)了6個(gè)不同天區(qū)的梅西耶天體，每個(gè)天區(qū)觀測(cè)2次，總共獲得了12幅梅西耶天體的觀測(cè)圖像。以UCAC4星表作為參考星表，保證了每張圖像均證認(rèn)出100顆以上分布均勻的參考星。

為了選取最佳的底片常數(shù)模型，分析在不同階底片常數(shù)模型歸算時(shí)，參考星殘差的標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果和殘差的分布。其中，模型階數(shù)最小、標(biāo)準(zhǔn)偏差最小且殘差隨機(jī)分布的模型為最佳的底片常數(shù)模型。

表3列出了每張圖證認(rèn)出的參考星數(shù)目和在不同階底片常數(shù)模型下，每幅圖像參考星殘差標(biāo)準(zhǔn)偏差的結(jié)果。由比較可知，使用3階（20常數(shù)）底片常數(shù)模型得到的標(biāo)準(zhǔn)偏差和更高階模型得到的標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果相當(dāng)。同時(shí)，以M32梅西耶天體為例，圖4給出了使用不同階底片常數(shù)模型得到的參考星殘差分布圖，由圖可見(jiàn)采用1階（6常數(shù)）和2階（12常數(shù)）歸算時(shí)，殘差存在系統(tǒng)性的旋轉(zhuǎn)畸變，采用3階（20常數(shù)）歸算，殘差隨機(jī)分布，且和4階（30常數(shù)）歸算的殘差分布圖基本一致。所以，對(duì)于本觀測(cè)系統(tǒng)，3階（20常數(shù)）模型為最佳底片常數(shù)模型，得到的平均標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.080″。

表3　不同階底片常數(shù)模型對(duì)應(yīng)的參考星殘差的標(biāo)準(zhǔn)偏差

圖4　不同階底片常數(shù)模型對(duì)應(yīng)的參考星殘差分布圖

3　運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的試驗(yàn)觀測(cè)和精度分析

本套光學(xué)觀測(cè)系統(tǒng)配置的是小口徑光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，由于其口徑小，聚光能力較弱，其極限星等受限且分辨率不高，主要用于進(jìn)行較亮的大行星天然衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星的精密定位和軌道研究。為了更好地評(píng)估本觀測(cè)系統(tǒng)，我們給出了較亮的天然衛(wèi)星木衛(wèi)六和某同步衛(wèi)星進(jìn)行試觀測(cè)的結(jié)果。

3.1木衛(wèi)六觀測(cè)及精度評(píng)估

2015年5月9、11、12日，對(duì)木衛(wèi)六進(jìn)行了試驗(yàn)觀測(cè)。使用20常數(shù)法對(duì)這3d的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將得到的觀測(cè)值與理論值進(jìn)行比較。理論值是IMCCE基于DE431大行星歷表發(fā)布的木衛(wèi)六的站心位置（J2000）。觀測(cè)值與理論值的殘差反映了觀測(cè)值的準(zhǔn)確度，觀測(cè)值與理論值的標(biāo)準(zhǔn)偏差反映了觀測(cè)值的精度。圖5給出了木衛(wèi)六觀測(cè)位置殘差圖。該圖橫軸是以天為單位的UTC時(shí)間，縱軸分別為赤經(jīng)和赤緯方向的殘差值（單位為″）。由圖可知，每次觀測(cè)數(shù)據(jù)的殘差絕對(duì)值基本在200mas以內(nèi)。其中，11日和12日有少數(shù)觀測(cè)數(shù)據(jù)的殘差值略大于200 mas，原因是由于這兩天觀測(cè)時(shí)曝光時(shí)間較短，目標(biāo)星信噪比較低導(dǎo)致。表4給出了木衛(wèi)六觀測(cè)值的殘差均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。由該表可見(jiàn)這批觀測(cè)資料的殘差均值在赤經(jīng)和赤緯方向分別為41mas和46 mas，標(biāo)準(zhǔn)偏差在赤經(jīng)和赤緯方向分別為100 mas和105 mas。

圖5　2015年5月木衛(wèi)六觀測(cè)位置殘差圖

表4　木衛(wèi)六觀測(cè)數(shù)據(jù)的殘差均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差

為了進(jìn)一步說(shuō)明本文的觀測(cè)精度，將以上的觀測(cè)結(jié)果與國(guó)際上其他一些公開發(fā)表的木衛(wèi)六觀測(cè)資料的精度進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表5。由該表可知本文的觀測(cè)精度較C.H.Veiga[10]發(fā)表的44個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)的精度略差，但是略好于R.C.Stone[11]發(fā)表的166個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)精度。由此可見(jiàn)，本觀測(cè)系統(tǒng)對(duì)星等為14.84的不規(guī)則衛(wèi)星木衛(wèi)六進(jìn)行觀測(cè)是可行的。木衛(wèi)六的公轉(zhuǎn)周期為250.56d，為了確定木衛(wèi)六的軌道，需要大量長(zhǎng)時(shí)間高精度的天體測(cè)量位置的積累。今后使用本觀測(cè)系統(tǒng)對(duì)木衛(wèi)六進(jìn)行長(zhǎng)期的觀測(cè)，有望使我國(guó)在木星不規(guī)則衛(wèi)星方面的觀測(cè)取得突破。

表5　與其他土衛(wèi)六的觀測(cè)資料比較

3.2同步衛(wèi)星試觀測(cè)及精度評(píng)估

使用本觀測(cè)系統(tǒng)中自主研發(fā)的同步衛(wèi)星觀測(cè)圖像數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)2014年12月4日某顆同步衛(wèi)星的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以漂移掃描圖像中恒星為參考星對(duì)凝視模式圖像中的同步衛(wèi)星進(jìn)行天體測(cè)量歸算，分析得出該系統(tǒng)對(duì)該顆地球同步衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)角觀測(cè)的內(nèi)符合精度，如圖6所示。圖6（a）中分別為赤經(jīng)值和赤經(jīng)殘差值隨時(shí)間的變化圖，圖6（b）中分別為赤緯值和赤緯殘差值隨時(shí)間的變化圖。其中，橫軸均為以小時(shí)為單位的UTC時(shí)間，縱軸均以度為單位。赤經(jīng)值隨時(shí)間的變化圖和赤緯值隨時(shí)間的變化圖中點(diǎn)對(duì)應(yīng)的為觀測(cè)值，曲線為多項(xiàng)式擬合值，殘差值為觀察值減擬合值。由該圖可知同步衛(wèi)星的赤經(jīng)赤緯值殘差值基本在±0.0002°（0.72″）以內(nèi)。在本次試驗(yàn)中，地球同步衛(wèi)星定位的內(nèi)符合精度在赤經(jīng)方向?yàn)?.320″，赤緯方向?yàn)?.280″。該內(nèi)符合精度好于國(guó)家授時(shí)中心35cm光學(xué)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行同步衛(wèi)星定位的內(nèi)符合精度（赤經(jīng)和赤緯方位均約為0.400″）[1]。

圖6　2014年12月4日某顆同步衛(wèi)星赤經(jīng)赤緯值和赤經(jīng)赤緯殘差值隨時(shí)間的變化

4　總結(jié)

本文對(duì)國(guó)家授時(shí)中心2014年在驪山觀測(cè)站建成的50cm口徑的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了天體測(cè)量精度評(píng)估分析，并對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行了的觀測(cè)試驗(yàn)。首先利用6個(gè)不同天區(qū)的梅西耶天體觀測(cè)圖像確定了本觀測(cè)系統(tǒng)天體測(cè)量歸算的最佳底片常數(shù)模型為3階（20常數(shù)法），為以后該系統(tǒng)歸算時(shí)最佳底片常數(shù)法的選擇提供了有效依據(jù)。對(duì)不規(guī)則天然衛(wèi)星（木衛(wèi)六）進(jìn)行試觀測(cè)，使用獨(dú)立編寫的計(jì)算程序?qū)τ^測(cè)圖像進(jìn)行處理，結(jié)果顯示該批觀測(cè)數(shù)據(jù)在赤經(jīng)赤緯方向的殘差均值均優(yōu)于50mas，標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.100″和0.105″。與國(guó)外同行對(duì)該目標(biāo)的觀測(cè)精度比較可知本文的觀測(cè)精度較好。同時(shí)，給出了本系統(tǒng)對(duì)同步衛(wèi)星進(jìn)行試觀測(cè)的初步結(jié)果，經(jīng)多項(xiàng)式擬合后，赤經(jīng)和赤緯方向上的內(nèi)符合精度分別為0.320″和0.280″。結(jié)果表明了本觀測(cè)系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)，完全可以滿足對(duì)天然衛(wèi)星和同步衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)的需求。

致謝衷心感謝中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心沈凱先研究員對(duì)本文工作的悉心指導(dǎo)。

[1]張會(huì)彥.漂移掃描技術(shù)在CAPS定軌中的應(yīng)用研究[D].西安:中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心,2011.

[2]AGNOR C B,HAMILTON D P.Neptune′s capture of its moon Triton in a binary-planet gravitational encounter[J].Nature, 2006,441:192-194.

[3]HOLMAN M J,KAVELAARS J J,GRAV T,et al.Discovery of five irregular moons of Neptune[J].Nature,2004,430, 865-867.

[4]QIAO Rong-chuan,XI Xiao-jin,DOURNEAU G,et al.CCD astrometric observations of Phoebe in 2005—2008[J].Mon.Not. R.Astron.Soc,2011,413:1079-1082.

[5]QIAO Rong-chuan,CHENG Xuan,SHEN Kai-xian,et al.Astrometric observations of Nereid in2006—2007[J].Mon.Not.R. Astron.Soc,2008,391:1791-1795.

[6]左文明.連通區(qū)域提取算法研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件,2006,23(1):97-98.

[7]張廣軍，魏新國(guó)，江潔.一種改進(jìn)的三角形星圖識(shí)別方法[J].航空學(xué)報(bào),2006,27(1):1150-1154.

[8]ZACHARIAS N,FINCH C T,GIRARD T M,et al.The fourth US Naval Observatory CCD astrograph catalog[J].The Astronomical Journal,2013,145(2):44.

[9]于涌,毛銀盾,李巖,等.上海天文臺(tái)30cm旋轉(zhuǎn)CCD漂移掃描望遠(yuǎn)鏡的天體測(cè)量精度分析[J].中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)年刊,2010,31:89-93.

[10]VEIGA C H.CCD positions for eight Jovianirregular satellites[J].Astronomy&Astrophysics,2006,453(1):349-352.

[11]STONE R C.Positions for the outer planets and many of their satellites.V.Fastt observations taken in 2000—2001[J].The Astronomical Journal,2001,122(5):2723-2733.

Astrometric performance of the 50 cm optical telescope of National Time Service Center

YAN Dan1，2，3，ZHANG Hui-yan4，CHENG Xuan1，2，XI Xiao-jin1，2，3，QIAO Rong-chuan1，2
（1.National Time Service Center，Chinese Academy of Sciences，Xi′an 710600，China；2.Key Laboratory of Precision Navigation and Timing Technology，National Time Service Center，Chinese Academy of Sciences，Xi′an 710600，China；3.University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China；4.Shanghai Astronomical Observatory，Chinese Academy of Sciences，Shanghai 200030，China）

act:The astrometric performance of the telescope，a newly-built 50 cm optical telescope of NTSC（the National Time Service Center，Chinese Academy of Sciences）is analyzed through CCD observations of Messier objects located in six different regions.The analysis shows that the 3-order（20 constants）plate model is the optimal model for astrometric reduction.Based on this model，some geostationary satellites and the Himalia have been observed with this 50 cm optical telescope and the observation data have been processed.The results showthat the inner precisions of geostationary satellites observations are 320 mas in right ascension and 280 mas in declination，and the precisions of Himalia observations in right ascension and in declination are 100mas and 105mas respectively.The precisions presented above verify the feasibility of using this telescope for the precise positioning observation of geostationary satellites and some brighter natural satellites.

optical telescope；astrometry；GEO；Himalia

P12

A

1674-0637（2015）04-0243-09

10.13875/j.issn.1674-0637.2015-04-0243-09Abstr

2015-07-29

國(guó)家自然科學(xué)基金面上資助項(xiàng)目（11173027）；國(guó)家自然科學(xué)基金天文聯(lián)合基金資助項(xiàng)目（1431227）

嚴(yán)丹，女，博士研究生，主要從事衛(wèi)星軌道理論及應(yīng)用研究。