经纬仪的自动星体标校

　　1　引　　言

　　经纬仪的静态拍星包括引星、拍星和数据处理三个步骤,它是对经纬仪进行外场精度标校极为有效的手段,在靶场已有很长的应用历史。大多数经纬仪的静态拍星都是事先依据天文年历计算和编制测量日当天的星表,然后按照星表给定的时间和星体方位和俯仰角把星体引入设备视场并进行拍星,数据处理时依据摄影胶片或实时记录下的准确拍摄时间、大地经纬度理论计算所测星体的精确位置并与测量值进行比对。这种方法人工干预多、自动化程度低,整个过程工作量大,所费时间长。本文介绍一种全自动化完成引星、拍星和精度标校的方法。此种方法经实验效果显著。

　　2　基本原理

　　自动引星和标校的核心是对应用星库对星体理论位置精确的计算。我们在系统微机中内置有星库,星库中每个恒星的记录有星号、星等、平赤经、平赤纬、自行、视差等特征参数。依据这些参数进行天文学计算,可以得到任一测量时刻确定精度的星体位置。下面我们描述基于星体和天文参数计算星体位置的过程。为叙述方便,我们首先引入自基本历元J2000.0算起的儒略世纪数T和章动的概念。

　　基本历元J2000.0算起的儒略世纪数T是从世界时2000年1月1日12时算起的日数除以36525。如采用VB的日期型数据类型(DATE类型),计算较为方便。用日期类型t表示北京时观测时刻(含年、月、日、时、分、秒),则在VB中分别用日期转换函数CDATE和分别将2000年1月1.5日和北京时与世界时的8小时时差转换为日期型数据,观测时刻t对应的儒略世纪数T为

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　　章动即为真天极绕平天极周期性的运动,它可以分解为黄经章动(Δψ+ dψ)和倾角章动(Δψ+dψ)。1984年起黄经章动(Δψ+dψ)和倾角章动(Δε+dε)的计算依据“1980IA章动理论”计算,其展开式共包括106项。列出如下

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　　l———月亮平近点角;

　　l’———太阳平近点角;

　　F———月亮平升交点角距;

　　D———日月平角距;

　　Ω———月亮轨道对黄道平均升交点的黄经;

　　R———lR等于360度。

　　它们的计算公式如下:

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　 (8)

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　　章动计算中的ai、bi、ci、di和Mil、Mil′、Mif、MiΩ等系数为常数,可查中国天文年历。实际计算中我们用了106项中影响比较大的13项,其系数如下表,表中序数为所引用项在天文年历中106项参数表中的排序号:

　　恒星在测量系坐标的计算包括三个步骤。首先依据星库中恒星的参数计算观测时刻恒星的视赤经和视赤纬;其次计算观测时刻的真恒星时;最后计算恒星在测站坐标系内的方位角和俯仰角。