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赤道仪极轴指向精度与跟踪误差

1.坐标系定义

S(X,Y,>Z)为天球赤道坐标系;S'(X' ,Y',Z')为赤道仪本地坐标。X、X'位于过天极Z与赤道仪极轴Z'的大圆上。X ╳Y=Z;X'╳Y'=Z'。O为观测方向(或底片视场中心)的单位矢量。

 

极轴指向偏差角为:a。Rx,Ry为观察视场内(或底片)的平面直角坐标系P的单位向量。Ry垂直于O并与O、Z'在同一平面内。Rx位于O╳Ry方向。

T为跟踪天体的方向。

2.坐标变换

S与S'坐标系间的转换矩阵为:

A=[ cosa 0 sina; 0 1 0; -sina 0 cosa]
V'=VA
V=V'A-1

子程序:[Rx,Ry]=obserunit (O),返回观察视场内(或底片)的平面直角坐标单位向量Rx,Ry

R=xy2xyz[Rx,Ry,O,x,y],将视场平面直角坐标转换为球面坐标

[x,y]=xyz2xy[Rx,Ry,O,R],将球面坐标转换为视场平面直角坐标

 

3.变量定义

极轴指向偏角: a(度)

S>S'变换矩阵:A

被跟踪天体坐标。tra,tdec (南天星体等效于-a) ,相应的直角坐标为:T

观测方向(底片中心):ra,dec

距视场中心fov度取8个均匀分布的检测点E:

E(1):跟踪方向;E(2):观测方向;E(3-10):8个检测点

例:8个检测点分布范围

polar(ra,90-dec/pi*180)

4.赤道仪本地坐标

方位角th,仰角phi

转为赤道仪直角坐标:P

转为赤道仪球坐标:th,phi

i=1:10;
P(i,:)=E(i,1:3)*A;

ttho,tphio:跟踪点的赤道仪球坐标:
[ttho,tphio,temp]=cart2sph(P(1,1),P(1,2),P(1,3));

tho,phio:观测点的赤道仪球坐标:
[tho,phio,temp]=cart2sph(P(2,1),P(2,2),P(2,3));

例:8个检测点本地坐标分布范围

polar(th,90-phi/pi*180)

5.赤道仪视场平面坐标

观测方向(视场中心坐标)。

VO
[Vx,Vy]=obserunit(VO);

各检测点V

for i=2:10;
V(i,:)=xyz2xy(Vx,Vy,VO,P(i,:));
end

例:各观测点的底片位置:

plot(V(:,1),V(:,2))

6.自动跟踪计算流程

天球坐标:O,E
赤道仪:VO,P

1.根据ra0,dec0算出O,VO,及VO对应的(thO,phiO)

2.根据ra0,dec0算出8个监测点RA,DEC

3.求T时间内坐标变化 :

RA=RA+T
(RA,DEC)>E>P
THO=THO+T
(THO,PHIO)>VO
P,VO>V

例:试计算5度偏角,24小时自动跟踪

7.手动跟踪计算流程(赤经方向)

天球坐标:O,E
赤道仪:VO,P

1.根据ra0,dec0算出O,VO,及VO对应的(thO,phiO)

2.根据ra0,dec0算出8个监测点RA,DEC

3.根据tra,tdec算出跟踪点V对应的( ttho,tphio)

4.求T时间内坐标变化 :

RA=RA+T
(RA,DEC)>E>P
根据V算出对应的(ttho),tho=tho+delta(ttho)
(THO,PHIO)>VO
P,VO>V

例:计算5度偏角,24小时手动跟踪(单轴)

8.手动跟踪计算流程(赤经、赤纬方向)

天球坐标:O,E
赤道仪:VO,P

1.根据ra0,dec0算出O,VO,及VO对应的(thO,phiO)

2.根据ra0,dec0算出8个监测点RA,DEC

3.根据tra,tdec算出跟踪点V对应的( ttho,tphio)

4.求T时间内坐标变化 :

RA=RA+T
(RA,DEC)>E>P
根据V算出对应的(ttho,tphio),tho=tho+delta(ttho);phio=phio+delta(tphio)
VO=P(1)
P,VO>V

例:试计算5度偏角,24小时手动跟踪(双轴)

9.跟踪误差计算程序界面(共轴、偏轴导星)

MatLab程序(ZIP,11KB,主程序DEVIGUI)