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土星暗卫星位置的高精度测量研究

吴细平  
【摘要】: 对太阳系行星及其卫星的位置测量研究有着重要的意义。天体测量的目的在于改进行星与卫星的轨道理论,为空间探测服务。 本文的重点是对土星附近暗卫星的位置进行测量研究,而非对土星本体的位置测量。但是,对土星附近暗弱卫星的位置测量需要借助高精度的土星位置数据。彭等人提出基于阈值的边缘检测方法,应用该方法,得到的土星位置数据精度较高。本文则在前人工作的基础上,对土星附近的暗弱卫星进行位置测量。 由于天然卫星大多距离主星较近,且二者的星等相差较大,造成天然卫星的位置难以测量。采用任何常规的数字定心算法,测量所得暗弱卫星的中心位置都会向着亮星中心偏移,影响测量精度。为了解决这个问题,本文做了如下尝试:(1)对土星光环进行去光晕操作,获得更多的测量土星附近暗弱卫星位置的机会。(2)在对土星光环进行去晕操作前提下,采用一个多项式拟合暗卫星所处区域的天空背景,利用高斯函数拟合方法对暗卫星进行位置测量。(3)分析不同阶次多项式背景下,高斯拟合函数的敛散性,最终找到一个使高斯函数收敛的拟合形式。 我们采用两种不同形式的高斯拟合方程,按照是否对土星光环进行“去光晕”操作进行分别处理,以便更好地考察高斯拟合函数的收敛情况。实验结果表明:对土星光环进行去晕操作之后,暗卫星的拟合函数能够很快地收敛,通常背景多项式的阶数达到二阶就可以得到较好的精度。不对土星光环进行去晕操作,多项式背景高斯拟合函数的阶数则更高一些,通常要达到4阶。


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