基于星光大气折射的卫星自主轨道确定

本文研究了利用星敏感器进行卫星轨道确定的自主导航方案。这种自主导航方案完全利用高精度的CCD星敏感器，以及大气对星光折射的数学模型及误差补偿方法，精确敏感地平，从而实现航天器的精确定位。以某太阳同步轨道卫星为背景，针对本文给出的星光折射光的卫星导航方案，结合推广的卡尔曼滤波算法，使用模拟数据进行了仿真研究，定位精度为38m。仿真结果说明，星光折射角的测量误差和大气折射模型的不确定性是影响导航精度的主要因素。     

星光折射航天器自主定轨方案比较

当星光透射大气发生折射时 ,用星光折射角精确地反映星光在大气中离地球表面的高度 ,并建立高度、航天器与地球的几何关系。通过对折射角进行观测 ,间接测得地平 ,从而改善了用地平仪直接测地平所造成的航天器自主导航精度低的不足。本文提出了几种利用星光折射的航天器自主定轨方案 ,并作了细致的仿真实验 ,对直接和间接两种测量地平方法以及几种星光折射自主定轨方案进行了分析比较。     

如何选购你的第一台望远镜

最近经常有读者来信询问，如何才能找到适合自己观测用的天文望远镜，为此，本刊特地邀请中国国家天文台姜晓军博士，对一些读者的疑难问题进行了解答，还特别提到自己在进行天文观测中的一些体会，相信会对读者有所启迪。     

爱因斯坦的望远镜

天文望远镜可分为折射和反射望远镜，1609年，伽利略从荷兰听到望远镜的新技术，自行制造出折射望远镜。1668年，牛顿用凹面镜聚焦，设计出反射望远镜，解决透镜的色差问题。还有一种望远镜不用透镜和反射镜，也能搜寻宇宙天体，这个望远镜和爱因斯坦有关。爱因斯坦没有发明或制造望远镜，但根据广义相对论，我们利用时空的扭曲，可以达到望远镜的功能，观测几十亿光年远的天体。说穿了，爱因斯坦的望远镜是利用万有引力，观察非常遥远的星体，甚至可以“看到”没有电磁波的暗物质，堪称为引力望远镜。     

图说天文望远镜400周年系列连载之三：反射望远镜的发展历程（一）

以反射镜为物镜的望远镜，叫反射望远镜，是天文望远镜中最常见的形式。如果把天文望远镜发展历程比作枝繁叶茂的大树，那么折射望远镜的发展脉络只是这棵大树的一个支杆（尽管是可能最重要的支杆之一），而真正的主杆是反射望远镜，近现代的太阳望远镜、射电望远镜和空间望远镜这几个支杆都是从反射望远镜这个主杆衍生而来的，而当前的多镜面望远镜和超巨大望远镜就是反射望远镜这个主杆的目前的最前端。由此可知，反射望远镜的历史在天文望远镜发展史中的地位是何等重要。现在我们来介绍它的发展历程。     

从伽利略到克拉克——折射望远镜发展纵横谈

折射望远镜是"天文望远镜"这个大家族中两个最基本的成员或类型之一,另一个当然是反射望远镜。美国空间望远镜研究所的一个公众科学教育网站把天文望远镜的发展脉络和其成员或类型之间的相互关系,比拟为一棵枝繁叶茂的大树。树的主杆根基是伽利略的折射望远镜,由此衍生出两个主支杆,这就是     

图说天文望远镜400周年系列连载之三：反射望远镜的发展历程（二）

哈德利和肖特的反射望远镜 如上期所述,格里高里的反射望远镜设计是超前的,真正制作出第一块金属抛物面镜的人是一位英国的数学家约翰·哈德利(John Hadley,1682～1744).他设计了一套方法,用来检测镜面聚焦的精度:制作了一个照明装置,使得只有当镜面能够把光线会聚到一点时,整个镜面才能被均匀地照亮;如果检测发现镜面某部分的照明不均匀,就着重研磨那个区域.     

基于折射方向矢量的地球卫星星光折射导航新方法

在星光折射导航中，星光折射视线包含星光折射的大小和星光折射方向两种折射信息，传统的星光折射导航量测量只利用了星光折射大小的信息。但实际上，星光折射方向也是卫星位置矢量的函数，含有卫星位置的重要信息。针对上述问题，提出了一种同时使用两种折射信息的星光折射导航新方法，该方法以星光折射方向矢量为量测量。详细介绍了基于折射方向矢量地球卫星星光折射导航方法的量测量的获取和量测模型的建立，同时对不同影响因素对导航系统性能的影响进行分析。仿真结果表明，该方法的导航精度优于折射视高度和星光折射角两种传统的星光折射导航量测量。