天体测量

唐正宏

近10年来，我国天体测量学在基础研究和应用领域都取得多项重要成果。

在天文参考系方面，系统分析研究了太阳系绕银河系运动引起的长期光行差效应对河外参考架的影响，从超过40年的VLBI观测数据中精确解算出长期光行差的数值，为第三代国际天球参考架（ICRF3）的建立做出显著贡献。利用新一代测地VLBI观测数据，基于相位闭合约束条件，解算出部分河外射电源结构及其变化。借助最新的Gaia资料，全面分析了ICRF3的特性，为ICRF3的有关参数提供了独立的验证和补充分析。统计分析了河外源的光学与射电位置的偏差，给出了这种偏差与河外源射电结构（尤其是喷流结构）相关的直接证据，为光学和射电参考架连接提供了第一手参考资料。厘清了银道坐标系转换和应用过程中由于光行差椭圆项而可能存在的误解，指出IAU1958定义的随着参考系转换而带来的问题。首次提出用现代大型巡天星表，在较长波段的星表来直接构建最符合银河系结构的坐标系，并讨论了基于银道面和银心观测资料建立正交坐标系的方法，结果表明采用IAU1958坐标系会产生大约0.5°的指向差异；该成果有可能在将来推动由中国学者提出的新IAU决议的形成。在广义相对论框架下，摒弃了黄道的概念，采用最新的太阳系历表，得到一组高精度长期岁差参数。

在地球自转方面，创新性地把基于人造卫星激光测距数据解算得到的地球形状因子J2应用到地球岁差模型的解算中来，在积分岁差方程时考虑了地球形状因子J2的减速效应，以及天球和地球参考架的自洽性，在将来IAU讨论新的标准岁差模型时，可提供重要的参考。

在高精度天体测量数据处理方面，受哈勃空间望远镜高精度天体测量定标的启发，提出了CCD图像几何扭曲精确求解的自定标方法。已应用于国内主要的几台大口径望远镜的高精度定标中，明显地提高了（包括天然卫星，近地小行星等天体在内的）天体测量精度。此外，还提出了利用Gaia星表的色指数精确求解较差颜色折射的天体测量改正方法、多CCD芯片之间间距的精确求解方法。这些方法不仅可以应用到地面望远镜的高精度天体测量中，还可以推广应用到我国即将发射的空间站巡天望远镜（CSST）的高精度天体测量定标中。在地面望远镜天体测量中，还成功揭示出两靠近天体位置测量精度提高的特征范围，这对于太阳系小天体的观测将起到指导的作用。此外，还提出了小行星相邻两晚稀疏位置观测资料精确测量目标地心距离的方法，新方法将对新发现的小行星、近地小行星等的观测具有良好的应用价值。

系统开展了巨行星（木星、土星、天王星和海王星）天然卫星的CCD观测，获得大量CCD图像资料，解算出一批天然卫星的高精度天体测量位置，被美国JPL用于编制DE440/ DE441历表。利用自主开发的轨道计算程序，对海卫一、海卫二等天然卫星轨道进行了改进。与英法学者合作，开展了Cassini 探测器观测图像的归算和资料处理工作，取得了良好的进展。

利用独创的同时性较差观测的原理，基于Gaia实测的数据解算卫星基本角的变化，与其他监测结果交叉比对，从而核实并独立获得基本角变化，为Gaia最终的科学数据的修正提供重要的基准。

自主编制了一部银盘外天区的绝对自行星表，该星表覆盖了银盘外（银纬正负30度以外）2.2万平方度的天区，计算给出了暗至R波段亮度为20.8星等的1亿多颗天体的位置和绝对自行数据，且包含从光学到近红外7个波段的测光数据。该工作入选中国十大天文科技进展。

实现了我国探月工程中嫦娥二期三号任务——月球紫外望远镜（LUT）的天体测量支持系统（其中包括导星跟踪和观测策略）的方案制定和实施等工作，2012年12月“嫦娥三号”登月后，基于此套软件月球紫外望远镜顺利实现了第一架可无人调试和值守的全自动望远镜，获取了大量十分宝贵的观测资料。

在科技部科教基础性专项重大项目支持下，联合研制一台高精度底片扫描仪，完成全国3万张时间跨度近百年的天文历史底片的数字化，相关结果已纳入中国虚拟天文台。在上海市科委支持下，研发了2台气浮导轨扫描仪，其中一台具备彩色和反射扫描功能；在科技部的支持下，完成对意大利都灵天文台和乌兹别克斯坦兀鲁伯天文研究所近2万张天文历史底片的扫描。 EfSbmKgx1Ja5ytgKlVJuRpbjfXX06RiO0bmopLaC9T8Ex9wzn8ZmlqV9NkwsSUhg