空间望远镜图像天体测量定标——以“卡西尼”窄视场照相机为例

作者：郭碧峰; 彭青玉^*; 陆星; 郝佳男

来源：中国科学:物理学 力学 天文学 , 2023, 53(04): 116-126.

• 空间望远镜
• 视场定标
• CCD图像处理
• 天体测量
• 几何扭曲

天体测量定标是高精度位置测量的基础.空间望远镜图像的天体测量定标是我国计划于2024年发射的空间站工程巡天望远镜需要突破的关键技术.本文以“卡西尼”(Cassini)飞行器窄视场照相机(Narrow Angle Camera, NAC)拍摄的图像为例,探究了CCD图像天体测量定标技术,希望为拓展应用到我国即将发射的空间站工程巡天望远镜提供有益的参考.具体地,本文选取了NAC在五个历元(2006, 2008, 2010, 2014, 2016)拍摄的具有不同指向和取向观测密集星场的图像,探究了空间图像高精度天体测量的归算方法,求解出了各历元的CCD扭曲模型.相比目前其他学者的归算结果,本文在恒星的位置测量精度上有较大的提高.对于在2.6 s曝光时间11–12星等(GaiaG星等)的恒星,平均(O-C)(The Observed Minus Computed)的标准差在x和y坐标方向分别约为0.04像素(约提高0.5倍)和0.03像素(约提高1倍).通过分析各历元图像的扭曲模型,本文发现在飞行器执行任务期间CCD图像的扭曲保持了良好的稳定性.在1024×1024像素尺度下,几何扭曲的最大值、中值、最小值分别为0.184±0.023, 0.038±0.005和0.007±0.003像素.根据求解扭曲的平均模型,本文提供了模型的数值表达式及改正方法.

• 单位
  暨南大学