学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

图象复原技术在天体测量学中的应用暨河外射电源的精确光学定位

作　者: 唐正宏
导　师: 金文敬
学　校: 中国科学院上海天文台
专　业: 天体测量与天体力学
关键词: 天体测量学─图象复原─跟踪误差 天球参考系─射电源─CCD─光学定位
分类号: P123.1
类　型: 博士论文
年　份: 2001年
下　载: 159次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


作为一门以观测为主的学科，天体测量学的发展一直随着观测手段与观测技术的改进而得到极大的推动，特别是二十世纪五十年代以来，出现了多种新技术与新方法，这些进步使得天体测量学对整个天文学发展的作用越来越重要。 天体测量学的主要工作之一是利用天文望远镜观测天体，并对所得资料进行分析处理，获取目标天体的有用信息。为了取得真实可靠的结果，采用合适的方法消除观测过程中各种系统误差的影响是十分重要的一环。由于天文望远镜的导星设备或者机械系统的不完善，在天体测量长时间观测中往往存在跟踪误差，它们会给星象质量带来影响。当望远镜工作良好即无跟踪误差时，天体图象的强度分布通常类似二维高斯函数分布，（这里假设大气在长时间露光下是稳定的）。当望远镜的导星系统或机械系统工作存在问题即有跟踪误差时，星象的强度分布就不再是高斯函数分布，而且往往是不对称的。虽然跟踪误差对视场内所有目标都应该有同样的影响，但过去并没有对跟踪误差影响作过系统分析处理，主要是因为以前采用照相底片作为接收终端，其有限的线性响应范围使得跟踪误差对底片上不同区域不同星等目标的影响各不相同，因此难以找到有效的方法来消除这个系统误差。 现在CCD已经成为天文观测中的主要接收终端，其高线性、高量子效率等特点能够准确记录跟踪误差的影响，并能反映出它所具有的空间不变特征。本论文的主要工作之一就是在这方面做了一些工作，提出利用图象复原技术消除望远镜跟踪误差影响。有关内容在第二、三章。其中第二章主要介绍图象复原技术的基本原理。从图象的产生，到由于各种因素影响使图象产生退化，以及如何采用付里叶变换方法消除退化影响等过程，分析比较了图象复原技术中求逆的各种方法。第三章是给出利用图象复原技术消除望远镜跟踪误差影响的具体过程。 建立和维持一个高精度的天球参考系是天体测量学的重要任务之一。1997年在日本京都召开的IAU第23届大会上，通过了参考架工作组提出的由608颗河外射电源实现的国际天球参考系（ICRS），并决定自1998年1月1日起，在天文研究、空间探测、大地测量以及地球动力学等领域中采用。依巴谷星表是国际天球参考系在光学波段的代表。2000年在英国曼彻斯特召开的IAU第24届大会上，在原有的参考系工作组基础上成立了新的天球参考系工作组，其主要研究方向为：ICRS的维持与扩充；在光学和红外波段的加密；空间天体测量和参考架；与动力学参考系的连接；计算方法；天文标准；与IERS的联系。 实现射电与光学参考系连接的一个重要手段是在两个波段观测河外射电源，由于射电源的射电定位精度已达亚毫角秒，因此河外射电源的精确光学定 位是关键。在第四章综述了国际天球参考系的定义、实现与维持以及各种天 球参考系间进行连接的方法，着重介绍了利用CCD确定河外射电源光学位置 的详细过程，同时给出了目前可用的几本光学参考星表情况。第五章给出我 们利用云南天文台1米望远镜、北京天文台施密特望远镜以及60厘米望远镜 配备的CCD观测45颗河外射电源的结果，给出它们在不同参考星表中得到的 光学位置，并与其他作者的结果进行了比较。 本论文的主要贡献是： 1．首次将图象复原技术应用于消除望远镜跟踪误差影响。实际资料处理结果表 明，利用图象复原技术能够有效地消除跟踪误差影响，特别地，它能够将相 邻星象显著区分开来，使该技术在双星的观测研究中有十分重要的意义。 2考虑到河外射电源与参考星之间星等差较大，提出长短露光观测的思路，提 高了射电源光学定位精度。 3．详细分析比较了iAF软件中三种星象中心定位方法与不同计算范围得到的 结果，给出适合云南天文台 lin望远镜与北京天文台 2二 6m望远镜CCD的方法 与计算范围。 4．利用 Stone赤道带天体测量标准天区资料，分析讨论了给出适合 lin与 2二 6m望 远镜CCD的底片常数模型。 5．分析了参考星表局部系统差情况，指出不同参考星表间虽然是同一系统，但 仍可能存在局部系统差。 6．给出45颗射电源的光学定位结果，并与其他作者结果进行了比较。其中有35 颗是南天射电源，因为南天射电源中光学位置己经精确测定的还不多，所以 起到了填补空白的作用。

全文目录


致谢  3-8
摘要（中文）  8-10
摘要（英文）  10-13
第一章 前言  13-19
  1．1 天体测量新技术与新方法  13-14
  1．2 CCD天体测量学  14-16
    1．2．1 CCD概述  14-15
    1．2．2 CCD的主要优点  15
    1．2．3 CCD的主要缺陷与解决办法  15-16
  1．3 图象复原技术  16-17
  1．4 天球参考系  17-18
    1．4．1 定义与实现  17-18
    1．4．2 各种参考架之间的连接  18
  1．5 本文内容安排  18-19
第二章 图象复原技术的基本原理  19-30
  2．1 概述  19
  2．2 图象复原技术的基本原理  19-22
    2．2．1 图象的退化  19
    2．2．2 图象复原模型（框图）  19-22
  2．3 几种常见的解卷积方法  22-30
    2．3．1 Winner滤波器方法（简称Winner方法）  22-24
    2．3．2 Richardson-Lucy方法（简称RL方法）  24
    2．3．3 Damped Richardson-Lucy方法（简称DRL方法）  24-25
    2．3．4 Maximum Entropy Method（最大熵方法，简称MEM方法）  25-27
    2．3．5 σ-CLEAN方法  27-28
    2．3．6 叠代直接解谱法（简称IDD方法）  28
    2．3．7 Iterative Blind Deconvolution（简称IBD方法）  28
    2．3．8 Simple Adaptive Deconvolution（简称SAD方法）  28
    2．3．9 小结  28-30
第三章 图象复原技术在天体测量中的应用——消除望远镜跟踪误差影响  30-61
  3．1 前言  30-31
  3．2 望远镜跟踪误差对星象的影响  31-46
  3．3 图象复原技术用于消除望远镜跟踪误差影响  46-55
    3．3．1 噪声的处理  46
    3．3．2 光学传递函数（或PSF）的确定  46-47
    3．3．3 对其他星作改正  47
    3．3．4 实际资料处理  47-55
  3．4 图象复原技术在对射电源进行光学定位时的作用  55-60
  3．5 讨论  60-61
第四章 河外射电源CCD光学定位方法  61-172
  4．1 国际天球参考系  61-65
    4．1．1 概述  61
    4．1．2 国际天球参考系的定义和实现  61-63
    4．1．3 与其它参考系的连接方法  63-65
    4．1．4 ICRS与光学参考系的连接  65
  4．2 CCD观测长短露光观测  65-68
  4．3 星象中心定位  68-155
    4．3．1 IRAF软件与‘center’任务  68
    4．3．2 重心法  68-69
    4．3．3 高斯函数拟合法  69
    4．3．4 最优滤波法  69-70
    4．3．5 实际计算结果比较---云南天文台1m望远镜CCD  70-121
    4．3．6 实际计算结果比较---北京天文台2．16m望远镜CCD  121-155
  4．4 底片常数模型  155-170
    4．4．1 云南天文台1m望远镜CCD  156-165
    4．4．2 北京天文台2．16m望远镜CCD  165-170
  4．5 几本常用参考星表  170-172
第五章 部分河外射电源的光学定位结果  172-185
  5．1 前言  172-173
  5．2 观测资料  173-174
  5．3 归算方法与参考星表  174
  5．4 结果与比较  174-179
  5．5 讨论  179-183
  5．6 22颗射电源在UCAC星表中的光学定位  183-185
第六章 总结与展望  185-187
  6．1 本文主要结果和创新之处  185-186
  6．2 对今后工作的展望  186-187
参考文献  187-191
攻读博士期间发表论文目录  191-194
个人简历  194

相似论文

  1. 地面光学观测CCD图象采集与处理的研究,P123.12
  2. 陆海相互作用下现代黄河三角洲沉积和冲淤环境研究,P123
  3. CCD漂移扫描系统的建立及在同步卫星观测中的应用,P123

中图分类: > 天文学、地球科学 > 天文学 > 天体测量学 > 照相天体测量学 > 天体照相
© 2012 www.xueweilunwen.com