数字天顶摄影仪中星象匹配识别与匹配星表编制

宋来勇，曾凡祥

(广州海洋地质调查局海洋地质勘查技术方法所，广东 广州510760)

0 引 言

垂线偏差是铅垂线与参考方向之间的夹角，表征重力的方向，反映了大地水准面相对于地球椭球的倾斜，在大地测量归算、地球重力场和大地水准面精化等方面具有重要应用[1]。

数字天顶摄像仪集成CCD/GPS[2-3]，利用CCD对测站天顶恒星进行照相，通过CCD图像处理，得到CCD中恒星影像的亚像素位置及星等信息等[4]，再对曝光时刻的星表星历数据处理，根据平面坐标和赤道坐标转换公式，就可以实现CCD观测星像与星表中恒星匹配识别，计算铅垂线天文坐标，利用GPS获得大地坐标[4]，根据天文大地测量原理，就可以测量高精度的垂线偏差[5-6]。

利用数字天顶摄像仪测量高精度垂线偏差的关键之一就是实现CCD恒星星象快速精确匹配识别。这就需要编制适合数字天顶摄影仪的高精度高密度的匹配星表数据库，通过坐标转换，实现CCD影像平面中恒星星象与天顶切平面中恒星匹配识别。现阶段，星象匹配识别算法主要有概率统计算法[7]、三角形算法[4,8-9]、栅格算法[9-10]、基于遗传算法的方法[11]、匹配组算法[9]和基于神经网络的算法[11]等。已有的星图匹配算法主要针对星敏感器姿态确定，而恒星敏感器观测视场较大，探测星等能力低，导航星表小[12-13]。

而本文研究所依据的数字天顶摄影仪的CCD可以对暗至13 m～14 m的恒星进行成像，视场为3°左右，正常天气状况下，每次拍摄可得到数十颗到上百颗不同亮度恒星星象。……