数字天顶摄影仪确定垂线偏差及其精度分析 被引量：23

1

作者 郭金运 宋来勇 +1 位作者 常晓涛 刘新 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期1085-1088,1101,共5页

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。

关键词 垂线偏差 数字天顶摄影仪 天文大地测量 误差分析 CCD

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天顶摄影仪轴系误差对垂线偏差测量精度的影响及其修正方法 被引量：12

2

作者 曾志雄 胡晓东 高立民 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2004年第1期6-10,共5页

由于机械加工精度和常平架的调平精度有限,天顶摄影仪的视轴、垂直旋转轴与铅垂线总是存在不一致,导致测量精度与理论精度存在很大的偏差。为了提高垂线偏差测量系统的精度,根据天顶摄影仪的测量原理,定性、定量地分析了各种轴系误差对... 由于机械加工精度和常平架的调平精度有限,天顶摄影仪的视轴、垂直旋转轴与铅垂线总是存在不一致,导致测量精度与理论精度存在很大的偏差。为了提高垂线偏差测量系统的精度,根据天顶摄影仪的测量原理,定性、定量地分析了各种轴系误差对垂线偏差测量精度的影响,提出了相应的修正方案,推出了修正公式和修正后的误差公式,同时还分析了由于轴系不一致引起的恒星影像偏差及其影响。最后,考虑实际的工艺水平,确定了系统的各种参数,通过仿真、模拟计算得出修正后的系统测量误差为0.4285″。 展开更多

关键词 天顶摄影仪 轴系误差 精度 垂线偏差 修正 CCD

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数字天顶摄影仪的图像处理 被引量：9

3

作者 曾志雄 胡晓东 +1 位作者 谷林 李华 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期248-251,共4页

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... 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 。 展开更多

关键词 垂线偏差 图象处理 天体测量 数字天顶摄影仪

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转台误差对数字天顶仪轴系误差的影响 被引量：11

4

作者 张志利 刘先一 +2 位作者 周召发 刘殿剑 朱文勇 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期3090-3096,共7页

针对数字天顶仪在定位过程中存在的的轴系偏差,研究了如何对光轴与旋转轴、旋转轴与垂直轴之间的角度偏差进行补偿的方法。为了高精度地解算出测站点位置垂直轴的天文坐标,采用对称位置的两幅星图直接解算旋转轴的坐标,从而避免了光轴... 针对数字天顶仪在定位过程中存在的的轴系偏差,研究了如何对光轴与旋转轴、旋转轴与垂直轴之间的角度偏差进行补偿的方法。为了高精度地解算出测站点位置垂直轴的天文坐标,采用对称位置的两幅星图直接解算旋转轴的坐标,从而避免了光轴与旋转轴之间的补偿。采用双轴倾角仪测量倾角,并对旋转轴进行倾角补偿得出垂直轴的位置坐标。考虑进行轴系补偿时,转台误差会对旋转轴坐标和倾角补偿造成影响,分别研究了转台误差对于旋转轴以及倾角补偿的影响,并得出了转台误差的范围。实验结果表明:当测站点纬度的绝对值小于或等于88.3°时,转台误差必须小于或等于35″;当测站点纬度的绝对值大于88.3°时,转台误差值要小于|1 166.8cosδ|″。在对称位置解算测站点位置坐标时,必须提高转台的精度,以减小转台误差对于定位精度的影响。 展开更多

关键词 数字天顶仪 轴系偏差 转台误差 双轴倾角仪

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基于数字天顶仪的双轴倾角仪研究 被引量：9

5

作者 周召发 刘先一 +1 位作者 张志利 刘殿剑 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期21-26,共6页

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... 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. 展开更多

关键词 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

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数字天顶摄影仪中星象匹配识别与匹配星表编制 被引量：1

6

作者 宋来勇 曾凡祥 《全球定位系统》 2014年第1期46-51,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 数字天顶摄影仪 星象匹配识别 星表

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改进的数字天顶仪定位方法 被引量：8

7

作者 张新帅 周召发 黄先祥 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期1254-1259,共6页

针对数字天顶仪原有方法计算过程复杂和计算过程中存在误差的问题,通过改变时间补偿方式和优化迭代核心,提出了一种改进的数字天顶仪定位方法。该方法在切平面中进行均值过程,消除了原方法运算中引入的误差,也避免了切平面变换和反变换... 针对数字天顶仪原有方法计算过程复杂和计算过程中存在误差的问题,通过改变时间补偿方式和优化迭代核心,提出了一种改进的数字天顶仪定位方法。该方法在切平面中进行均值过程,消除了原方法运算中引入的误差,也避免了切平面变换和反变换的反复计算,从而大幅简化了计算流程。通过实验比较了传统方法与改进方法的计算效率和精度,结果表明:改进方法的计算效率比原方法提高了至少6倍;改进方法赤纬的计算精度比原来的15米左右提高了约1.05 m。因此,改进方法能够在一定程度上提高定位的精度。 展开更多

关键词 数字天顶仪 定位方法 定位效率 定位精度

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球面三角形法在数字天顶仪中的应用 被引量：5

8

作者 刘先一 周召发 +1 位作者 张志利 张新帅 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2015年第4期726-728,共3页

对测站点位置坐标进行解算时一般采用传统的切平面法,但切平面法的定位精度会因恒星测量误差等干扰而快速降低,并且数据的收敛速度较慢。采用球面三角形法,充分利用恒星影像的坐标信息,提高了定位精度和解算结果的收敛速度。

关键词 数字天顶仪 球面三角形法 定位精度 收敛速度

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基于虚拟天文馆对全天相机姿态的精确测量

9

作者 李小波 刘煜 +3 位作者 崔辰州 宋腾飞 王晶星 樊建康 《天文研究与技术》 CSCD 2020年第4期480-491,共12页

全天相机已广泛应用在气象、天文等领域,在监测云量、夜天光、流星时,需要准确掌握相机的姿态参数,特别是在安装和运维中造成的偏差。旨在开发一套基于虚拟天文馆的像场测量方法,通过比较参考恒星的虚拟坐标及其像点的实测坐标,高精度... 全天相机已广泛应用在气象、天文等领域,在监测云量、夜天光、流星时,需要准确掌握相机的姿态参数,特别是在安装和运维中造成的偏差。旨在开发一套基于虚拟天文馆的像场测量方法,通过比较参考恒星的虚拟坐标及其像点的实测坐标,高精度地测量相机的姿态参数。使用中国科学院云南天文台安置于四川无名山观测站的全天相机,分析了2016年至2017年获得的4组全天图像,采集了容量分别约为10、50、200的恒星样本,通过Stellarium虚拟天文馆获得了恒星的地平坐标,对全天相机像场的天顶位置、测者子午线方向等基本参数进行了精确的测量。主要结果为:(1)开发了一种基于虚拟天文馆计算恒星地平坐标功能的测量方法,使姿态测量建立在容量较大的参考恒星上,该方法准确度高,对设备配置的依赖性低,具有较强的可移植性;(2)采用网格法对图像天顶的定位达到了亚像素的精度,有望满足高精度定位监测的需要;(3)全天相机姿态精度的首要指标是光轴的竖直性,光轴偏离天顶对投影的轴对称造成不可忽略的影响;(4)维护作业对圆形像场几何参数的改变甚微,但可能改变指向和旋转角,并需要重新测量;(5)生成了符合制图惯例的可视化产品,为监测数据的深入分析奠定了基础。 展开更多

关键词 全天相机 虚拟天文馆 视场 天顶 云量监测

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近海海域垂线偏差的测量试验及精度分析 被引量：1

10

作者 翟振和 管斌 +1 位作者 冯来平 明锋 《海洋测绘》 CSCD 2018年第5期30-32,40,共4页

为深入研究垂线偏差在海域的精度水平,在我国渤海近海区域利用数字天顶仪及精密单点定位技术测量获得了若干高精度垂线偏差测量值,利用测量值对EGM2008模型、Jason-1卫星数据、DTU10海面高模型及点质量模型计算得到的垂线偏差进行了比... 为深入研究垂线偏差在海域的精度水平,在我国渤海近海区域利用数字天顶仪及精密单点定位技术测量获得了若干高精度垂线偏差测量值,利用测量值对EGM2008模型、Jason-1卫星数据、DTU10海面高模型及点质量模型计算得到的垂线偏差进行了比对分析。以测量结果为基准,比较结果表明,EGM2008模型的计算结果相对较好,Jason-1卫星数据和点质量模型次之,DTU10海面高计算结果较差。以长岛观测点为代表,EGM2008模型、Jason-1卫星数据、点质量模型计算的垂线偏差与数字天顶仪测量获得的垂线偏差的差异(子午和卯酉两个方向)在1. 5″以内。 展开更多

关键词 卫星测高 垂线偏差 数字天顶仪 精密单点定位 EGM2008模型 DTU10海面高模型

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航天器姿态算法在地面天文定位中的应用研究 被引量：2

11

作者 张新帅 周召发 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2015年第5期139-143,共5页

针对天顶仪地面天文定位算法需要反复差值,计算繁琐的问题,文章将航天器姿态算法应用到天顶仪定位中来,详细研究了3种姿态算法,并为利用姿态算法实现定位给出了从姿态信息计算天顶仪光轴指向的新方法:建立了姿态算法的定位误差模型,结... 针对天顶仪地面天文定位算法需要反复差值,计算繁琐的问题,文章将航天器姿态算法应用到天顶仪定位中来,详细研究了3种姿态算法,并为利用姿态算法实现定位给出了从姿态信息计算天顶仪光轴指向的新方法:建立了姿态算法的定位误差模型,结合过蒙特卡洛仿真,研究了姿态算法的定位精度并与原算法进行了比较;最后通过实际观测实验,实际分析了姿态算法和原算法在实验系统中的实际定位精度。结果表明:各姿态算法均能应用于天顶仪定位中,且精度高于原定位算法。 展开更多

关键词 天顶仪 天文定位 姿态算法 光轴指向 定位精度

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基于DLT的数字天顶摄影测量仪相机检校 被引量：2

12

作者 孙韬 陈晓宁 李莹 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2011年第2期146-148,64,共4页

本文详细介绍了基于DLT的数字天顶摄影测量仪相机检校技术方案;简要介绍了数字天顶摄影测量仪的相机连接器件和检校过程中使用的DLT(直接线性变换)程序;针对检校方案做了详细的精度分析,并根据检校结论得出了数字天顶摄影测量仪相机选... 本文详细介绍了基于DLT的数字天顶摄影测量仪相机检校技术方案;简要介绍了数字天顶摄影测量仪的相机连接器件和检校过程中使用的DLT(直接线性变换)程序;针对检校方案做了详细的精度分析,并根据检校结论得出了数字天顶摄影测量仪相机选用的各项标准,证实了连接器件的设计合理性,以及基于DLT线性变换的检校方案的可行性。 展开更多

关键词 天顶摄影测量仪 CCD数码相机 DLT 连接器件

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数字天顶仪中倾角仪参数的标定 被引量：6

13

作者 刘先一 周召发 +2 位作者 张志利 刘殿剑 朱文勇 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2325-2331,共7页

针对运用数字天顶仪进行天文定位时旋转轴与垂直轴之间存在的轴系偏差,提出了高精度天顶仪倾角补偿方法。从数字天顶仪倾角补偿原理出发,引入了倾角仪双轴尺度系数、双轴交角等参数对倾角仪的输出值进行修正,然后提出了一种双轴倾角仪... 针对运用数字天顶仪进行天文定位时旋转轴与垂直轴之间存在的轴系偏差,提出了高精度天顶仪倾角补偿方法。从数字天顶仪倾角补偿原理出发,引入了倾角仪双轴尺度系数、双轴交角等参数对倾角仪的输出值进行修正,然后提出了一种双轴倾角仪参数的标定方法。分析了旋转角度对于参数标定的影响,运用实验数据对标定方法进行了论证。结果显示:旋转角度会直接影响CCD图像传感器安装角度的标定值。另外,倾角仪参数的引入提高了数字天顶仪的定位精度,当旋转角度的误差值在2°以内时,标定参数的误差对定位结果的影响非常小。 展开更多

关键词 数字天顶仪 双轴倾角仪 轴系偏差 倾角补偿 旋转角度 参数标定

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基于坐标转换的数字天顶仪定向方法 被引量：5

14

作者 刘先一 张志利 +2 位作者 周召发 常振军 段辉 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期94-101,共8页

为了提高仪器的工作效率,在数字天顶仪定位的基础上开展了定向方法的研究,构建了识别星点的坐标转换模型.从坐标转换模型出发,分析了仪器倾斜及光轴倾斜等因素对恒星像点图像坐标的影响,研究了焦距值及光轴指向的天文坐标对恒星理论坐... 为了提高仪器的工作效率,在数字天顶仪定位的基础上开展了定向方法的研究,构建了识别星点的坐标转换模型.从坐标转换模型出发,分析了仪器倾斜及光轴倾斜等因素对恒星像点图像坐标的影响,研究了焦距值及光轴指向的天文坐标对恒星理论坐标的影响,并在坐标转换的基础上建立了定向模型.试验结果表明,单组星图的定向精度均在5″以内,定向精度较高,能够满足实际条件下对定向精度的要求. 展开更多

关键词 精密工程测量 天文定位 数字天顶仪 坐标转换 定向模型 定向精度

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改进最小二乘算法在天文定位中的应用 被引量：4

15

作者 黄坤阳 刘先一 张志利 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期1659-1663,共5页

运用数字天顶仪进行天文定位时,需采用最小二乘算法建立电荷耦合元件图像坐标系和天球切平面坐标系之间的映射关系。针对最小二乘算法只考虑了观测量中的误差,没有顾及系数矩阵中的误差和数据中可能存在的粗大误差问题,为了提高数字天... 运用数字天顶仪进行天文定位时,需采用最小二乘算法建立电荷耦合元件图像坐标系和天球切平面坐标系之间的映射关系。针对最小二乘算法只考虑了观测量中的误差,没有顾及系数矩阵中的误差和数据中可能存在的粗大误差问题,为了提高数字天顶仪进行天文定位时的解算精度,将最小二乘算法与总体最小二乘算法进行有效结合构成了混合最小二乘算法,该算法能够同时顾及坐标转换中系数矩阵和观测量中的误差。为了消除识别恒星数据中可能存在的粗大误差对天文解算的影响,对所提算法进行了稳健加权,并结合星等设置合理的权阵。数据分析的结果证明,稳健加权混合最小二乘算法在进行天文解算时具有较高的精度。 展开更多

关键词 数字天顶仪 坐标转换 混合最小二乘 稳健加权

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基于数字天顶仪的视场角分析 被引量：3

16

作者 刘先一 周召发 +2 位作者 张志利 刘殿剑 朱文勇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期136-141,共6页

运用数字天顶仪进行定位是一种高精度的天文测量方法。在定位的过程中需要设定概略位置和进行局部星图识别。局部星图识别是在以概略位置为中心的一定范围内进行的。在进行局部星图识别时一般用数字天顶仪的视场角来确定局部星图识别的... 运用数字天顶仪进行定位是一种高精度的天文测量方法。在定位的过程中需要设定概略位置和进行局部星图识别。局部星图识别是在以概略位置为中心的一定范围内进行的。在进行局部星图识别时一般用数字天顶仪的视场角来确定局部星图识别的范围,实际上这是不准确的。通过对数字天顶仪视场角的分析推导了局部星图识别时的经纬度范围,并通过局部星图识别的范围对概略位置进行了研究。实验数据的分析结果表明,在进行局部星图识别时选取的经纬度范围是要大于视场角的,且随着概略位置的设定值逐渐接近测站点真实值,识别的恒星数量也在逐渐增加。 展开更多

关键词 数字天顶仪 天文测量 星图识别 概略位置

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倾斜状态下数字天顶仪快速定位方法分析 被引量：3

17

作者 张西辉 周召发 +1 位作者 刘先一 朱文勇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期233-238,共6页

针对数字天顶仪在精确调平状态下进行天文定位时存在耗费时间长,定位速度慢的缺点,从数字天顶仪的定位原理出发,采用方向余弦矩阵转换原理建立了倾斜角的修正模型,分析和推导了经过倾斜角修正之后的定位方法,改进了倾斜状态下数字天顶... 针对数字天顶仪在精确调平状态下进行天文定位时存在耗费时间长,定位速度慢的缺点,从数字天顶仪的定位原理出发,采用方向余弦矩阵转换原理建立了倾斜角的修正模型,分析和推导了经过倾斜角修正之后的定位方法,改进了倾斜状态下数字天顶仪的切平面和球面三角形两种定位算法。实现定位时设备不经精调平,加快定位速度的目的。通过实验比较了在倾斜状态下经过改进后两种类型定位算法的定位精度。实验表明:球面三角形法的定位精度相对较高,经纬度计算精度能够达到0.5″以内。 展开更多

关键词 数字天顶仪 倾斜状态 切平面原理 球面三角形法 定位速度

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一种利用改进径向特征的星图识别方法 被引量：3

18

作者 赵军阳 张志利 +2 位作者 刘殿剑 周召发 常振军 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期601-607,共7页

为进一步提高恒星识别效率和准确性,本文结合环向特征对径向特征进行改进,提出了一种新的径向特征星图识别方法,按环向象限对星图数据进行处理,建立径向特征数据库;对待匹配星图中的观测星与特征星库中的参考星按环向象限顺序进行径向... 为进一步提高恒星识别效率和准确性,本文结合环向特征对径向特征进行改进,提出了一种新的径向特征星图识别方法,按环向象限对星图数据进行处理,建立径向特征数据库;对待匹配星图中的观测星与特征星库中的参考星按环向象限顺序进行径向特征匹配,星库中与待识别星验证匹配计数值最大的恒星即为最终识别结果。实验数据分析表明,该方法噪声条件下的识别准确率高于传统栅格识别方法,且仅需通过部分象限的匹配即可完成识别过程,单颗恒星平均识别效率提高约30%。 展开更多

关键词 星图识别 径向特征 环向特征 数字天顶仪

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数字化天顶摄影仪倾角补偿的影响分析 被引量：2

19

作者 周召发 徐志浩 +1 位作者 刘先一 常振军 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1-9,共9页

针对传统倾角补偿过程中存在的线性漂移问题,采用Ⅰ-Ⅱ观测位置和Ⅱ-Ⅰ观测位置倾角修正的平均值进行倾角补偿;为减小转台转位误差对天顶摄影仪旋转轴倾斜分量的影响,推导了转位不对称性误差对倾斜补偿的影响;分析了测站点天文坐标误差... 针对传统倾角补偿过程中存在的线性漂移问题,采用Ⅰ-Ⅱ观测位置和Ⅱ-Ⅰ观测位置倾角修正的平均值进行倾角补偿;为减小转台转位误差对天顶摄影仪旋转轴倾斜分量的影响,推导了转位不对称性误差对倾斜补偿的影响;分析了测站点天文坐标误差对倾角仪状态参数标定的影响.结果表明:采用改进后的倾角补偿方式可将经纬度误差从0.337″、0.381″提高到0.265″、0.216″;转台转位不对称性误差控制在1′以内,可使转位不对称误差对摄影仪旋转轴倾角补偿的影响控制在0.002″以内;当测站点的天文坐标误差与仪器自身定位精度相当时,测站点天文坐标误差对旋转轴的倾角补偿的影响较小,即对天文经度影响在0.007″内,对天文纬度影响在0.008″内.本文研究对倾角仪参数标定与天顶摄影仪定位的同时测定具有一定帮助. 展开更多

关键词 天文定位 数字天顶仪 双轴倾角仪 倾斜误差 倾角补偿 测站准确度

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数字天顶仪中恒星像点轨迹的快速定位方法 被引量：1

20

作者 刘先一 张志利 +2 位作者 周召发 张西辉 杨上 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1443-1449,共7页

数字天顶仪是一种高精度大地天文测量仪器,在进行星图识别时计算量较大,效率较低。考虑到在拍摄的恒星星图中存在着相同恒星,对恒星像点轨迹进行了理论推导,研究了星图中相同恒星的区域,并提出一种基于恒星像点轨迹的快速星图识别方法... 数字天顶仪是一种高精度大地天文测量仪器,在进行星图识别时计算量较大,效率较低。考虑到在拍摄的恒星星图中存在着相同恒星,对恒星像点轨迹进行了理论推导,研究了星图中相同恒星的区域,并提出一种基于恒星像点轨迹的快速星图识别方法。该方法只结合星表对单个定位循环中间的一幅星图进行识别,其余星图采用该星图识别出来的恒星再进行识别,可简化恒星星表,减少了参与识别的恒星数量,使星图识别更具有针对性,从而提高了星图识别的效率和速度。试验结果表明,采用快速星图识别方法识别的恒星数量满足定位要求,且定位精度与运用恒星星表进行星图识别解算的精度基本一致。 展开更多

关键词 数字天顶仪 像点轨迹 星图识别 快速定位

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