[发明专利]一种基于GAIADR2星表的数字天顶仪定位误差分析方法

权利要求书

1.一种基于GAIA DR2星表的数字天顶仪定位误差分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

S 1)在定位测量时，设数字天顶仪的旋转轴旋转前后位置保持不变为理论旋转轴天文经纬度根据旋转轴旋转前后光轴的定位三角形计算第一光轴位置和第二光轴位置其中第一光轴位置为旋转前光轴的天文经纬度，第二光轴位置为旋转后光轴的天文经纬度；

S2)根据恒星星像的CCD曝光时刻、第一光轴位置、第二光轴位置、数字天顶仪视场角和GAIA DR2星表参数，计算以光轴为基准的恒星站心视位置；

S3)根据以光轴为基准的恒星站心视位置计算恒星平面北向坐标，然后再分别计算第一光轴位置、第二光轴位置时光轴对应的恒星CCD像平面坐标；

S4)构建CCD成像面倾斜误差模型、镜头畸变误差模型、星点坐标量算误差模型、光轴晃动误差模型和转台不对称旋转误差模型；并分别得到考虑各类误差影响的修正CCD像平面坐标；

S5)将各修正CCD像平面坐标、以旋转轴为基准得到的恒星站心视位置，根据旋转轴解算方法得到修正旋转轴天文经纬度；

S6)比较理论旋转轴天文经纬度与修正旋转轴天文经纬度，得到各误差源对数字天顶仪定位的影响。

2.根据权利要求1所述的一种基于GAIA DR2星表的数字天顶仪定位误差分析方法，其特征在于，所述第一光轴位置和第二光轴位置是根据以下计算模型而得到的：

其中，h为望远镜光轴与旋转轴之间的夹角，A为望远镜光轴与旋转轴所在平面的方位角，t为光轴与旋转轴之间的天文经差。

3.根据权利要求1所述的一种基于GAIA DR2星表的数字天顶仪定位误差分析方法，其特征在于，所述步骤S3中光轴于第一光轴位置和第二光轴位置时对应的恒星CCD像平面坐标的计算步骤包括：

S31)计算旋转轴旋转前恒星的平面北向坐标；

S32)根据步骤S31求得的旋转前恒星的平面北向坐标，计算CCD像平面坐标。

4.根据权利要求3所述的一种基于GAIA DR2星表的数字天顶仪定位误差分析方法，其特征在于，所述步骤S31中旋转轴旋转前恒星的平面北向坐标的计算模型为：

其中，f为天文望远镜的焦距，δ为恒星的赤纬，t₁为与旋转前望远镜光轴方向天文经度相对应的恒星时角，为旋转前望远镜光轴方向的天文纬度。

5.根据权利要求3所述的一种基于GAIA DR2星表的数字天顶仪定位误差分析方法，其特征在于，所述CCD像平面坐标的计算模型为：

其中，x₀、y₀为像主点的CCD图像坐标，模型取CCD几何中心坐标为像主点坐标，θ为加入收敛角改正的CCD图像坐标系方位角。

6.根据权利要求1所述的一种基于GAIA DR2星表的数字天顶仪定位误差分析方法，其特征在于，所述CCD成像面倾斜误差计算模型为：

CCD绕y轴倾斜后星点坐标：

CCD绕x轴倾斜后星点坐标：

其中，(x，y)为星点CCD坐标，q_x和q_y分别为CCD成像面绕x轴与y轴的倾斜角度。

7.根据权利要求1所述的一种基于GAIA DR2星表的数字天顶仪定位误差分析方法，其特征在于，所述星点坐标量算误差计算模型通过给定噪声的中误差让其随机生成符合均值为0的正态分布误差。