«ИЗВЕСТИЯ ГЛАВНОЙ АСТРОНОМИЧЕСКОЙ ОБСЕРВАТОРИИ В ПУЛКОВЕ № 219 Выпуск 1 Санкт-Петербург 2009 Редакционная коллегия: Доктор физ.-мат. наук А.В. Степанов (ответственный ...»
-- [ Страница 8 ] --
Существенно изменилась и методика обработки. Для дальнейшего повышения точности, представлялось целесообразным, при обработке ПЗС-наблюдений уделить самое серьезное внимание учету систематических ошибок наблюдательного материала как это делается при построении звездных каталогов. Для начала были учтены наиболее значимые из них – учет плоского поля, а также учет уравнения блеска.
Кадр плоского поля формировался из нескольких ПЗС-кадров, полученных в ходе данной ночи наблюдений, путем медианной фильтрации с нормировкой на средний уровень отсчетов, чтобы корректно учесть данный эффект для ПЗС-кадров с разным временем накопления. На рис. 1 показан ПЗС-кадр до учета плоского поля (рис. 1а) и после (рис. 1б).
Использованный прием значительно уменьшил градиент фона по полю.
Рис. 1. а – ПЗС-кадр до учета плоского поля. б – ПЗС-кадр после учета плоского поля.
«Известия Главной астрономической обсерватории в Пулкове» № 219, выпуск При обработке наблюдений астероидов опорные звезды брались из каталога UCAC2. Для вывода поправок за уравнение яркости было привлечено 15000 наблюдений опорных звезд в диапазоне звездных величин от 9.0 до 17.0.
На рис. 2 показана зависимость разностей (Наблюдения – Каталог) по прямому восхождению и склонению от звездной величины. На рис. 3 – те же зависимости, но сглаженные. Сглаживание разностей по прямому восхождению производилось сплайнами (использовались полиномы 2 и 3 степени), для аппроксимации разностей по склонению использовались полиномы 4-й степени. Поправки за уравнение яркости вносились в тангенциальные координаты.
Полученные зависимости от звездных величин хорошо видны на векторных полях разностей (Наб. – Кат.), представленных на рис. 4. После учета полученных поправок векторное поле разностей (Наб. – Кат.) приобрело вид, показанный на рис. 5.
Рис. 2. Зависимость несглаженных разностей (Наблюдения – Каталог) по RA (a) Рис. 3. Зависимость сглаженных разностей (Наблюдения – Каталог) по RA (a) Обработка полученных наблюдений астероидов, выполненная с учетом плоского поля и уравнения яркости, позволила в два раза повысить точность конечных результатов. Среднеквадратическая ошибка одного наблюдения по внутренней сходимости, в среднем, составила 25 mas по прямому восхождению и 23 mas по склонению против mas, полученных при использовании упрощенной методики обработки. Средняя точность по внешней сходимости соответственно составила 35/33 mas против 75/74 mas по упрощенной методике. Механизм возникновения систематических ошибок, зависящих от звездной величины, и связь этих ошибок с используемыми опорными звездами при обработке ПЗС-наблюдений демонстрирует рис. 6.
«Известия Главной астрономической обсерватории в Пулкове» № 219, выпуск Рис.4. Векторные поля разностей (Наб. – Кат.) для разных градаций звездных величин.
Рис. 5. Векторное поле разностей (Наб. – Кат.) после введения поправок Основной источник возникновения этого вида систематических ошибок при ПЗСнаблюдениях связан с несимметричностью ПЗС-изображения ярких объектов. Наиболее вероятной причиной данного эффекта следует считать неравномерность ведения часового механизма и оптические аберрации, вызывающие пространственное перерасИзвестия Главной астрономической обсерватории в Пулкове» № 219, выпуск пределение световой энергии в пучке. При определении пиксельных координат звезд и астероидов предполагается, что фотоцентр объекта соответствует максимуму PSF (функция рассеивания точки). Наличие небольшой асимметрии в распределении отсчетов в пределах апертуры наиболее заметно сказывается на результатах измерений ярких звезд в отличие от слабых звезд. Последнее приводит к тому, что при редукции яркого объекта к системе более слабых объектов (опорных звезд) или, наоборот, в разность (наблюденное – вычисленное значение) входит величина x (рис. 6), которую необходимо учесть при обработке. Эти ошибки были учтены нами при обработке наблюдений астероидов 2008 года. В настоящее время планируется выполнить переработку всего материала наблюдений (2005–2007 гг.) по разработанной авторами методике.
Рис. 6. Механизм возникновения ошибки, зависящей от звездной величины при ПЗС-наблюдениях. x = xo – xc, xo – наблюденное значение, xc – вычисленное.
Стоит заметить, что помимо накопления новых ПЗС-наблюдений тел Солнечной системы в настоящее время в астрономических учреждениях всего мира имеется громадный материал фотографических наблюдений, выполненных в XIX и XX веках. Материал хранится в виде архивов фотопластинок (стеклянные библиотеки). Стеклянный архив Пулковской обсерватории содержит более 50000 пластинок с изображениями различных небесных объектов (звезд, туманностей, скоплений, больших и малых тел (http://www.puldb.ru/db/plates/index.php). Пластинки с изображением тел Солнечной системы охватывают период с 1898 по 2005 годы. Измерения этих пластинок производились в основном на Аскорекордах, обработка велась с привлечением опорных звезд из разных каталогов (Иельских, SAO, AGK3, PPM, в последние годы – HIPPARCOS, Tycho-2, USNO, UCAC2). Учитывая объем материала и более чем 100-летний период его накопления, представляется весьма целесообразным высокоточная оцифровки фотопластинок и новая редукция наблюдений в современной опорной системе ICRF. Особенно это актуально для малых тел Солнечной системы: спутников больших планет и астероидов. Такой материал вместе с современными ПЗС-наблюдениями этих же объектов можно будет использовать для решения целого ряда задач, таких как улучшение и контроль теорий движения тел Солнечной системы, координатно-временное обеспечение космических полетов, изучение строения и эволюции Солнечной системы, установление связи динамической и звездной систем координат.
Таблица 1 содержит информацию о количестве фотопластинок с наблюдениями тел Солнечной системы, таблица 2 – данные по 18 астероидам, наблюдавшимся с по 2004 годы на Нормальном астрографе Пулковской обсерватории.
«Известия Главной астрономической обсерватории в Пулкове» № 219, выпуск Таблица 1. Количество пластинок с наблюдениями тел Солнечной системы Сатурн и спутники Юпитер и спутники Марс Плутон Нептун Уран и спутники Избранные астероиды Таблица 2. Количество пластинок с астероидами, период наблюдения В заключение сформулируем задачи, связанные с астрометрией малых тел Солнечной системы, которые представляются актуальными для наземной астрометрии, по крайней мере, до получения результатов космического проекта GAIA.
1. Накопление наблюдательного материала:
обнаружение новых малых тел в поясе астероидов, обнаружение новых объектов в транснептуновом пространстве, поиск новых двойных астероидов, обнаружение астероидов, сближающихся с Землей, наблюдения покрытий (тесных сближений) астероидами звезд из космических каталогов.
2. Оцифровка и новая редукция в современной опорной системе ICRF наблюдений малых тел Солнечной системы, хранящихся на фотографических пластинках.
3. Подготовка входных каталогов малых тел Солнечной системы для будущих космических проектов.
«Известия Главной астрономической обсерватории в Пулкове» № 219, выпуск 4. Разработка новых методик обработки наблюдений, максимально учитывающих различные систематические ошибки.
5. Дальнейшее уточнение теорий движения тел Солнечной системы.
6. Уточнение параметров связи динамической и звездной систем координат.
7. Определение масс астероидов динамическим способом.
1. Е.В. Хруцкая, М.Ю. Ховричев, А.А. Бережной. Некоторые результаты ПЗС-наблюдений малых тел Солнечной системы на нормальном астрографе Пулковской обсерватории в 2005гг. // Сб. Изучение объектов околоземного пространства, и малых тел Солнечной системы. Николаев. "Атолл". С. 77-83. 2007.
2. Бронникова Н.М., Васильева Т.А. Анализ точности позиционных фотографических наблюдений малых планет в Пулкове. 2002. Известия ГАО РАН в Пулкове. № 216. С. 66–72.
3. Standish E.M. Dynamical references frame –current relevance and future prospects. // Proc. of IAU Coll. 180.2000. P.120-126.
ASTROMETRY OF SMALL BODIES OF THE SOLAR SYSTEM
WITH THE PULKOVO NORMAL ASTROGRAPH
The systematic CCD observations of the asteroids were carried out with the Normal astrograph of the Pulkovo observatory (D/F = 0.33/3.5m, lim. mag is 17 with 2 min exp. time) from 2005 to 2007.
279 asteroids have been included into the observational program. This list contains 13 asteroids that were observed since 1949, double asteroids’ candidates, Eos and Hygiea families’ asteroids, NEA. A number of asteroids at the points of maximum curvature of the apparent paths and apparent close approaches to the stars of the modern catalogs were observed.
After applying the methods that were traditionally used in astrometric catalogs construction (mainly by taking into account the magnitude and color equations), the mean internal (external) positional standard errors are 25(35) mas. The standard errors obtained by simple six constants method are 52(75) mas. These observations correspond to tasks that would be relevant before GAIA project realization. These tasks are collecting of the results of positional observations of the Solar system bodies and new double asteroids detection; construction of the input catalogs of the small bodies positions for future space missions; improvement of the accuracy of the CCD astrometric observations of asteroids by taking into account all systematic errors of observations; CCD observations of the occultations of the stars by asteroids and apparent close approaches to the stars of the modern catalogs. Expediency of the new reductions of the old photographic plates with images of asteroids in modern reference frame is considered. There are more than 2500 plates with images of these objects taken from 1949 to at Pulkovo observatory at present time (http://www.puldb.ru/db/plates/index.php).
«Известия Главной астрономической обсерватории в Пулкове» № 219, выпуск
«