光电经纬仪外场星校方法的理论与实践

　　0　引言

　　星体标校是利用恒星在天球上的准确视位置来标定光电经纬仪的精度,是光电经纬仪在外场进行精度检测和单项误差调整常用的方法之一,广泛地应用于各种靶场的外场实时检测中[1~5].利用该方法可以随时了解光电经纬仪的精度状况,极大地方便了用户.

　　1　X型号光电经纬仪星库星表

　　1.1　选星的原则

　　光电经纬仪的星校包括引星、拍星和数据处理三个步骤.因此,针对“X型号光电经纬仪”,首先根据它的探测能力,建立星库星表[6].

　　光电经纬仪选星的基本原则是根据其探测器(摄影、电视等)性能,决定所能探测的最低星等[7~9].比最低星等稍亮且符合方位角(0~360°均匀分布)、俯仰角(20~65°均匀分布)限制条件的所有恒星都可选用·因此,“X型号光电经纬仪”星库星表选择了从星等0.14(星号699)到星等2.15(星号1)共30颗恒星(见表1).

　　1.2　星体理论值计算

　　根据天体理论,星体理论值由下列公式计算

　　符号定义:为第i颗星第j时刻的方位角理论值(°,′,″);E0ij为第i颗星第j时刻的俯仰角理论值(°,′,″);tij为第i颗星第j时刻拍摄时的时角(h,m,s),在计算时要把tij的计量单位化成(°,′,″)后再计算·αi为第i颗星的视赤径(h,m,s);δi为第i颗星的视赤纬(°,′,″) ;Dij为第i颗星第j时刻拍摄时的北京标准时(h,m,s);S0世界时零点时的真恒星时( h,m,s);μ为民用时化恒星时的系数,μ=0.00273791;λ为测站的天文径度(h,m,s);φ为测站的天文纬度(°,′,″) ;星体方位角理论值A0ij所在象限按表1判断.

　　1.3　任一时刻恒星视位置的计算

　　星体理论值计算中的一些基本参数,如S0,αi,δi等均来自于中国科学院南京紫金山天文台每年编算的《中国天文年历》.年历每隔10天给出恒星的准确视位置(αi,δi).在一年中,恒星的视位置变化不大(秒级量).对于引导来说,我们只要适当地选择某一组数据就足够了(因为引导只要把恒星引导到光电经纬仪的视场内即可,而光电经纬仪的视场是分级量).但是,仅有这些还不够,拍星的时间是随机的,我们不可能刚好选择年历表上已有的日期.为了数据处理的需要,还必须计算出星体在任一时刻的视位置.具备了上述有关参数后,我们才能精确地计算星体的理论值.

　　求任一时刻t的恒星视位置f,其方法是采用拉格朗日三点插值法.设对应于连续三个表列时刻t-1,t0,t+1的恒星视位置为f-1,f0,f+1,表列时间间隔为ω,则当t-1 <t<t0时,内插因子,即t=t0+nω,则由拉格朗日三点内插公式,有