天体测量方法 历史、现状和未来PDF电子书下载

第一章 天体测量学引论及经典方法 1

1.1 关于天体测量学的任务和历史演变 1

1.1.1 天体测量学的内容和科学目标 1

1.1.2 天体测量发展简史及最新进展 2

1.1.3 历史演变和必要说明 3

1.2 经典天体测量方法和仪器的回顾 4

1.2.1 历史和现状 4

1.2.2 照相天体仪 5

1.2.3 子午测定星位的一般原理和绝对测定方法 7

1.2.4 子午环、垂直环和大中星仪 8

1.2.5 中国光电等高仪 12

1.2.6 照相天顶筒和天顶仪 13

1.3 基本星表的编制和我国的贡献 16

1.3.1 概况 16

1.3.2 第五基本星表（FK5） 18

1.3.3 编制FK5的新资料和中国的贡献 18

1.4 经典仪器的重要成果和工作现状的评述 19

1.4.1 综合星表和照相星表 19

1.4.2 对依巴谷参考架的加密和扩充的贡献 21

1.4.3 恒星三角视差的测定 22

1.4.4 其他 24

1.5 关于中国天体测量事业的发展 26

参考文献 30

第二章 时间、参考架、恒星的位置和运动 31

2.1 时间系统 31

2.1.1 世界时系统 31

2.1.2 历书时系统 33

2.1.3 原子时系统 35

2.1.4 IAU的时间尺度 36

2.2 天球参考系 40

2.2.1 惯性参考系 41

2.2.2 协议的天球参考系 41

2.2.3 国际天球参考系 44

2.2.4 运动的瞬时参考架 46

2.2.5 天文常数 48

2.3 恒星的位置 51

2.3.1 恒星位置 51

2.3.2 影响恒星位置的各种因素 52

2.3.3 恒星视位置的计算 56

2.4 恒星的运动 58

2.4.1 恒星的空间运动 58

2.4.2 自行和视向速度中的系统影响 61

2.4.3 利用恒星的空间运动研究太阳运动和银河系自转 65

参考文献 68

第三章 照相天体测量原理 70

3.1 概述 70

3.2 理想坐标与计量坐标 75

3.2.1 坐标系原点、坐标轴方向和比例尺不同的影响 75

3.2.2 光心误差和底片倾斜 77

3.2.3 畸变 78

3.2.4 彗差和星等差 78

3.3 若干天文因素对理想坐标的影响 79

3.3.1 讨论和恒星小位移的一般公式 79

3.3.2 周年光行差和周日光行差 80

3.3.3 大气折射较差 82

3.4 底片模型和归算技术的讨论 85

3.4.1 底片常数与一般归算原理 85

3.4.2 大视场的归算 86

3.4.3 行星和人造卫星的归算 87

3.4.4 整体平差方法的应用 87

3.5 恒星自行和视差的测定 91

3.5.1 自行的测定 91

3.5.2 相对视差π的测定 93

3.5.3 绝对视差的改正 94

3.6 照相天体测量的重要成果述评 97

参考文献 101

第四章 CCD地面天体测量 102

4.1 引言 102

4.1.1 小视场CCD天体测量 102

4.1.2 全球CCD天体测量 103

4.1.3 其他类型的观测 105

4.2 CCD器件综述 106

4.2.1 历史回顾 106

4.2.2 CCD的工作原理 107

4.2.3 CCD的结构 110

4.2.4 CCD的读出方法 111

4.3 天文CCD探测系统 115

4.3.1 CCD工作系统 115

4.3.2 CCD系统的特性 119

4.3.3 信噪比和极限星等的估算 127

4.3.4 增益和噪声的测定 130

4.3.5 CCD的优缺点和选购 132

4.4 CCD图像的处理 135

4.4.1 数字图像 135

4.4.2 CCD图像的预处理 135

4.4.3 CCD图像上的星像 138

4.4.4 星等的测定 140

4.4.5 星像的二维高斯拟合 144

4.4.6 重心定位法 145

4.4.7 图像复原 148

4.5 CCD天体测量的（恒星）观测和归算的一般方法 151

4.5.1 概述 151

4.5.2 CCD常数模型的确定 154

4.5.3 CCD整体平差 155

4.6 太阳系小天体的观测和归算 156

4.6.1 引言 156

4.6.2 天然卫星的精确定位观测 157

4.6.3 小行星的定位观测及数据处理 159

4.7 人造卫星的CCD观测和归算方法 163

4.7.1 通过仪器参数测定卫星位置 163

4.7.2 相对恒星背景测定卫星位置 164

4.7.3 人造卫星观测资料的处理 165

参考文献 169

第五章 射电天体测量 172

5.1 引言 172

5.2 射电干涉的基本原理和观测量 174

5.2.1 天体测量的射电干涉技术 174

5.2.2 射电干涉仪的信号分析 178

5.2.3 观测量 180

5.3 VLBI的时间延迟和延迟率 181

5.3.1 VLBI的基本几何原理 181

5.3.2 理论时间延迟模型 185

5.3.3 基线定向模型 188

5.4 VLBI的物理模型和归算技术 190

5.4.1 涉及的物理模型 190

5.4.2 VLBI的参数解算 195

5.5 射电天体测量的应用和研究 198

5.5.1 射电天体测量的主要用途 198

5.5.2 较差VLBI测量 201

5.5.3 空间VLBI 203

参考文献 205

第六章 空间天体测量 207

6.1 历史的回顾 207

6.2 依巴谷卫星 208

6.2.1 仪器和观测原理 208

6.2.2 观测方法 211

6.2.3 输入星表 212

6.2.4 依巴谷观测资料的处理 213

6.2.5 第谷观测资料的处理 220

6.2.6 依巴谷和第谷星表 223

6.3 哈勃空间望远镜 224

6.3.1 精密导里传感器的结构和观测原理 225

6.3.2 观测方式 229

6.3.3 观测资料的处理 230

6.3.4 FGS天体测量的校正 231

6.4 空间天体测量成就的评述 236

6.4.1 依巴谷星表在参考架、距离和年龄尺度、星系天文上的贡献 236

6.4.2 FGS在参考架联系、双星等研究上的作用 243

参考文献 252

第七章 光学参考架的建立和天体测量星表的编制 254

7.1 光学星表的编制方法 254

7.1.1 综合星表的编制 255

7.1.2 星表系统误差的分析方法 257

7.1.3 星表的精度估计 262

7.2 光学参考架与其他参考架之间的联系 266

7.2.1 参考架比较的基本方法 266

7.2.2 光学参考架与其他参考架之间的联系 269

7.3 天体测量的统计理论和应用 275

7.3.1 理论提出的背景 275

7.3.2 统计天体测量学中的相关函数 277

7.3.3 相关函数在星表自行比较、星表位置预测中的应用 279

7.4 高密度的天体测量星表 285

7.4.1 依巴谷星表的扩充 285

7.4.2 基于河外星系的天体测量星表 296

7.4.3 深空的天体测量星表 304

7.5 数字巡天及其数据库 311

7.5.1 数字巡天（DSS） 311

7.5.2 SSS 316

7.5.3 斯隆数字巡天（SDSS） 322

参考文献 330

第八章 天体测量学的未来 331

8.1 多波段的天体测量 332

8.1.1 红外星表的编制 332

8.1.2 γ暴和超新星遗迹的光学认证 336

8.2 空间天体测量计划 338

8.2.1 天体测量卫星Gaia 338

8.2.2 SIM planet Quest计划 340

8.2.3 其他空间天体测量计划 342

8.2.4 天体测量视向速度 345

8.3 地面天体测量的观测计划和展望 351

8.3.1 晚M型矮星、白矮星和棕矮星的观测 351

8.3.2 长周期双星和聚星的观测 355

8.3.3 星团的观测 356

8.3.4 地面台站联网观测太阳系天体 360

8.3.5 测定视向速度的RAVE计划 362

8.3.6 地面光干涉技术 364

8.4 天体测量资料在天体物理研究中的应用 371

8.4.1 银河系的翘曲现象 371

8.4.2 天琴RR型变星的研究 379

8.4.3 天体测量方法检测银河系的暗晕物质 387

8.4.4 天体测量方法检测地外行星 389

8.4.5 天体物理研究的感兴趣天区 393

参考文献 397

附录 399