电子星历表星位信息天文测量快速定位
测绘技术装备季刊第12装备园地59电子星历信息快速定位系统的设计与实现西安测绘信息技术总站陕西西安中国大地测量系统》的启用天文星历,天文测量需要采用新的天文星历系统,为此我们研制了“电子星历信息快速定位系统”。该系统以天文星历为主要信息源,编制了天文大地测量观测专用的电子星表,改进了传统的星位处理模式,建立了星位信息数字平台,实现了动态和可交互性信息的查询检索。关键词:电子星历表星位信息天文测量快速定位引言随着“2中国大地测量系统”的启用,天文星历系统的采用也随之发生相应的变化,由于不同时期采用的星历系统不同,影响到了星位和天文测量成果的精度,因此我们必须对星历系统的变化进行研究。电子星历信息快速定位系统的建立,可依据精确的电子星历信息定位模型,利用天文历表计算行星日月地位置,利用编制的电子星表可获得恒星位置,并自行研制开发出星图平台,实现了电子星历信息的快速定位、信息查询和恒星信息图显示,在今后研究新的天文测量数据处理模型和方法、构建高精度的科研和生产体系中将发挥重要的作用。天文星历表由于新技术的使用和年代空间技术的蓬勃发展,天文观测精度得到了进一步的提高,基本参考系由传统的静态恒星参考系发展到动力学参考系和以遥远河外天体为基准的射电参考系。
但无论采用何种参考系来研究天体的位置,都需要天文星历信息,目前天文星历信息已从原来的纸质年历形式发展为当前的电子星历信息,为天体快速定位创造了有利的条件。恒星坐标系是通过编制星表来实现的,星表对建立天球基本参考系天文星历,确定地面点坐标,研究自然天体和人造天体的运动等都有重大意义。世界上广大天文工作者长期艰辛观测,编制了各种类型星表,其精度和参考框架有所不同。年代以来,纽康、奥韦尔斯、博斯父子进行了大量工作,建立了现代基本星表系统。2年代,国际上对精度不高的部分恒星坐标和自行不断进行观测和改正,陆续出版了第三基本星K3)和补充星表、N3星表、第四基本星表(FK4年公布了现代先进的第五基本星表(FK5该星表与前述星表有较大不同,它是在启用IAU1天文常数系统、IAU1章动序列的情况下重新编制的星表,因此自K5基本星表来实现,它定义一个以太阳系质心为中心,平赤道和平春分点为基准的天球平赤道坐标系。近年来国际上又编制了第六基本星表(FK6该星表尽管没有被选入天文参考架,但其自行精度是最高的。年代天文参考架都在光学波段,1AU决定使用河外射电源精确坐标来定义天球参考框架。依巴谷天体测量卫星的成功发射开辟了空间天体测量的新纪元,作为依巴谷卫星的主要成果依巴谷星表于万颗恒星的基本天体测量参数:位置、自行和视差,并从多年的FK5星表,成为光学基本参考架,并将改进后的依巴谷框架称为依巴谷天球参考框架(HCRF年以前,作为计算天文年历基础的太阳系基本历表所依据的理论比较陈旧,采用的天文常数按不同时期各不相同,没有统一的标准。
年起各国天文年历采用新的太阳、月亮和大行星基本历表。这些基本历表称为DE2PL(美国喷气推进实验室)和美国海军天文台等单位完成的大行星、月亮和五颗小行星运动方程数值积分的结PL研制ERS规范(2)推荐的行星月亮历表采用,采用了最新IERS框架的观测,修正了所有相关的观测数据,历表包括的范围更广。今后DE4,作为国际国内天文年历的基础。我国大地测量星表的编制星表中所含适合于大地天文测量的星数和星位精度,对天文测量的效率和精度关系极大,大地天60装备园地测绘技术装备季刊第12文测量可直接利用一些基本星表进行天文测定,但这些星表往往由于可供观测的星数不够或精度不高而不能满足天文测量的要求,需要编制专用“大地测量星表”。年代以来,我国共编制了三部供大地测量专用的恒星星表:第一部是1颗恒星平位置表》,属于FK4系统,历元为B1K5星表尚未问世之前,我国还采用了K5′系统年出版第三部《中国大地测量星表》(简称CGSC),属于FK5系统,颗恒星平位置表》在多年的天文测量中发挥了重要作用,但在纬度较低地区选星困难,可供观测的星较少。国家测绘局编制了《3颗恒星平位置表》,恒星取自和GC等星表,在当时是一本较好的大地测量星表。
在9年代由于科学技术的不断进步,对天文测量的效率和精度提出更高要求的条件下,这部星表就显得不能适应形式的需要了。为了解决大地测量星表星数少,精度低的问题,年经中国科学院所属的测量与地球物理研究所、北京天文台、紫金山天文台、云南天文台、上海天文台、陕西天文台和国家测绘局、总参测绘局一起,在国家自然科学基金委员会和中国科学院天文委员会的支持下,经过三年多时间得到了我国第一部以实测结果为基础、高精度、供大地测量用的K5系统工作星表《中国大地测量星表》(简称CGSC)。为了规范,便于内外业统一,我们将星表进行了综合处理,形成了现在采用的《JC4星表》提供有关部门使用。《JC4K5系统。由于恒星自行和恒星历元坐标存在相关性,因此星表的使用精度随着时间的推移而逐渐降低。AU决定依巴谷天球参考架(HCRF)作为新的国际天文参考架,自2日开始我国天文年历刊登的恒星位置计算也采用该星表系统。为了解决大地测量星表星数不足和自行精度低的问题天文星历,我们需要依据《依巴谷星表》编制供今后我国大地天文观测用的高精度电子星表,满足《2电子星历信息为了实现电子星历信息快速定位,我们编制了相应的应用软件电子星历表星位信息天文测量快速定位,确定了电子星历信息。
编制的电子星表包括:《JC4K5系统。其中《JC4星号对照表》来源于《JC1这四个星表进行星号对照。相应的历表包括:DE2其中DE2基本历表分别给出了每日一组九大行星和月亮对标准赤道和春分点以太阳系为原点的赤道直角坐标。系统实现与功能电子星历信息快速定位系统主要包括四部分:电子星历表、恒星快速定位、行星快速定位和恒星信息图。其主要功能有:)电子星历表功能电子星历表包括四个电子星表、一个星号对照表和两个历表电子星历表星位信息天文测量快速定位,可分别对其进行查询分析,根据需要不断更新电子星历信息。电子星表中可按星号查询相应星等和六个天体测量参数,星号对照表中可同时四个星表进行星号对照;历表中可查询每日九大行星和月亮的日心位置。)行星日月地快速定位功能可选择所需历表文件和岁差章动,快速确定任意时刻行星月亮日心位置、行星日月地质心位置和速度、行星日月地心位置和行星日月视位置,同时也可获得任意时刻相对应的儒略日。)恒星快速定位功能可选择所需星表、历表文件和岁差章动,快速确定任意时刻单颗恒星测瞬视位置和多颗恒星测瞬视位置。)图形显示输出功能恒星信息图包括星座图和区域图。在星座图中对每个星座均可进行任意缩放,选择任一星座,可显示该星座的面积、星数、星等和恒星分布情况,测绘技术装备季刊第12装备园地61点击星座中任意一颗恒星,可快速确定该星的位置信息。
区域星图以电子星表《星表》为基准,可显示恒星信息图,选定任意区域(赤经、赤纬和星等范围)可统计显示该区域的恒星等、总星数和恒星分布等情况,点击区域图中任意一颗恒星,可 快速确定该星的位置信息。 恒星快速定位(输入星号、年月日时) 行星快速定位(输入星名、年月日时) 电子恒星星表系统历表系统 行星月亮日心系统 恒星信息图 输出恒星位置 结束语新参考系的使用对我国今后大地天文测量的理 论、方法和实践都有很大的影响,随着天文技术的 不断改进以及星表精度的不断提高,今后将对电子 星表进行不断更新,对快速定位功能进行不断完善。 电子星历信息快速定位系统的建立,不仅在《2 中国大地测量系统》的启用、高精度天文测量数据综合处理体系的构建和数字天文技术的应用中发挥 重要的作用,而且其中的电子星表、天体位置自动 计算软件等相应产品,在道路建设、城市照明、太 阳能利用、快速认证恒星和行星等方面,也具有较 高的实用价值。 参考文献 McCa ERSCo ERSCo