بخشی از مقاله
چکیده :
امروزه استفاده از دوربینهاي دیجیتالی سمت الرأسی به منظور تعیین موقعیت نجومی و همچنین تعیین ژئوئید محلی توسعه یافته است که علت آن را میتوان ساده، سریع و دقیق بودن این روش دانست. حساسیت تراز دستگاه و قدرت تفکیک تصاویر، بیشترین تأثیر را در دقت نتایج بدست دارد. در این مقاله سعی شده است تا به کمک شبیه سازي سمت الرأس محل و تهیه تصویر با قدرت تفکیک بالا، ضمن جابجایی عمدي تصویر در دو جهت شمال و شرق، اثر تراز دستگاه را در تعیین موقعیت نجومی بررسی گردد.
-1 مقدمه
با پیدایش روش جدید تعیین مختصات نجومی به کمک دوربینهاي دیجیتالی سمت الرأسی، دیگر استفاده از روشهاي نجوم ژئودتیک سنتی مقرون به صرفه نمی باشد. امروزه از این روش حتی براي تعیین مستقیم مؤلفه هاي زاویه انحراف قائم و تعیین ژئوئید محلی نیز استفاده می شود. در این روش با توجه به شکل 1، می توان دستگاه دوربین دیجیتال سمت الرأسی را کاملاً تراز نموده و از ستاره هاي بالاي سر ایستگاه، تصویر برداري کرد. استفاده از CCD در این دوربینها باعث میشود تا بتوان ستارگان را در کسري از ثانیه و در محل دقیق خود روي عکس تصویر برداري نمود.
بیشترین نگرانی استفاده کنندگان از این روش، روي خطاهاي دستگاهی می باشد. یکی از این خطاها، مقدار خطاي تراز دستگاه است که بطور مستقیم بر روي تعیین طول و عرض نجومی تأثیر خواهد گذاشت. عواملی نظیر دقت اندازهگیري زمان و دقت موقعیت ستارگان نیز در دقت تعیین موقعیت به این روش تأثیر گذار هستند که هر کدام به گونهاي قابل رفع هستند. در این مقاله سعی شده است تا اثر تراز و قدرت تفکیک تصویر بر روي دقت تعیین موقعیت نجومی به روش فوق مورد بررسی قرار گیرد و بوسیله روابط خطی ساده، تأثیر آنها را در روي دقت تعیین موقعیت، مدلسازي کرد.
-2 روش تعیین موقعیت نجومی با دوربین دیجیتالی سمت الرأسی
براي تعیین طول نجومی - - Λ و عرض نجومی - - Φ به کمک دوربینهاي دیجیتالی سمت الرأسی، ابتدا دوربین بر روي ایستگاه مورد نظر کاملاً تراز شده و با قدرت تفکیک بالا از سمت الرأس دوربین و در یک میدان دید مشخص تصویر برداري میگردد. پارامترهاي لازم براي تعیین مختصات نجومی ایستگاه عبارتند است از:
مختصات نجومی حداقل دو ستاره آشکار شده در تصویر: آلماناكها و نرم افزارهاي پیشرفته نجومی، مختصات دقیق حدود 8 میلیون ستاره را با دقت 0/01 ثانیه قوسی و در سیستم مختصات سماوي بعدي ارائه می کنند. لذا می توان از آنها در این مورد، استفاده برد.
زمان تصویر برداري: براي اندازه گیري زمان می توان از روشهاي دقیق، نظیر ساعتهاي الکترونیکی که می توانند با دقت بهتر از 0/01 ثانیه، زمان UT1 را اندازه گیري و نشان دهند، استفاده کرد.
فاصله سمت الرأسی هر ستاره: با توجه به ابعاد و رزولیشن تصویر و ارزیابی پیکسلها، می توان مختصات پیکسلی مرکز تصویر - که سمت الرأس را نشان می دهد - و مختصات پیکسلی هر ستاره تعیین کرده و سپس فاصله هر ستاره را تا سمت الرأس با استفاده از معادله فاصله بر حسب پیکسل محاسبه نمود. در اینجا براي تعیین فاصله واقعی باید با توجه به ابعاد پیکسلهاي تصویر و ضریب مقیاس لازم، تبدیل مربوطه انجام شود.
اندازه گیري آزیموت ستاره از روي تصویر، مناسب نیست. زیرا در سمت الرأس تغییرات سریع آزیموت ستاره با گذشت زمان باعث می شود تا کوچکترین خطا در اندازه گیري آزیموت، خطاي بزرگی را در تعیین موقعیت ایجاد نماید. لذا مشاهده فاصله سمت الرأسی به تنهایی براي تعیین موقعیت نجومی دقت و صحت لازم را خواهد داشت.
وزن مشاهدات: دقت فاصله سمت الرأسی اندازه گیري شده، به عوامل مختلفی بستگی دارد. از جمله اثر تراز دستگاه، میزان قدرت تفکیک تصویر و روش استخراج مختصات ستاره و مرکز تصویر.
جواب مدل سرشکنی: با این مقدمه می توان براي هر تعداد معادله مشاهده، مدل را به صورت ماتریسی مرتب نمود.
