超大视场天顶仪旋转轴天文坐标解算

来源：大地测量与地球动力学杂志2026年第3期北京时间：

作者：徐彬, 赵磊, 罗琪, 吴增强, 郎家栋

单位：1 中国酒泉卫星发射中心, 酒泉, 732750],figList:[{captionCn:均值法示意图,magId:ac6bf1a0-36cc-4dba-812a-ce53c046df4e,labelCn:图1,pptUrl:20260304/ddclydqdlx-46-3-290-1.jpg.ppt,labelEn:Fig. 1,figUrl:20260304/ddclydqdlx-46-3-290-1.jpg,titleEn:Fig. 1 Schematic diagram of mean value method,titleCn:图1 均值法示意图,id:Fig1,captionEn:Schematic diagram of mean value method,thumbnailUrl:20260304/thumbnail/ddclydqdlx-46-3-290-1.jpg},{captionCn:像点实际分布示意图,magId:5cc80bfa-8686-4354-b7a3-3e4486dda3a5,labelCn:图2,pptUrl:20260304/ddclydqdlx-46-3-290-2.jpg.ppt,labelEn:Fig. 2,figUrl:20260304/ddclydqdlx-46-3-290-2.jpg,titleEn:Fig. 2 Schematic diagram of the actual distribution of image points,titleCn:图2 像点实际分布示意图,id:Fig2,captionEn:Schematic diagram of the actual distribution of image points,thumbnailUrl:20260304/thumbnail/ddclydqdlx-46-3-290-2.jpg},{captionCn:天球示意图,magId:f4baa9dc-c44e-46c5-8934-e38dd1292425,labelCn:图3,pptUrl:20260304/ddclydqdlx-46-3-290-3.jpg.ppt,labelEn:Fig. 3,figUrl:20260304/ddclydqdlx-46-3-290-3.jpg,titleEn:Fig. 3 Schematic diagram of celestial sphere,titleCn:图3 天球示意图,id:Fig3,captionEn:Schematic diagram of celestial sphere,thumbnailUrl:20260304/thumbnail/ddclydqdlx-46-3-290-3.jpg},{captionCn:球面三角形PZO,magId:1b6a3576-0760-4eda-a8eb-8e9952a8e5af,labelCn:图4,pptUrl:20260304/ddclydqdlx-46-3-290-4.jpg.ppt,labelEn:Fig. 4,figUrl:20260304/ddclydqdlx-46-3-290-4.jpg,titleEn:Fig. 4 Spherical triangle PZO,titleCn:图4 球面三角形PZO,id:Fig4,captionEn:Spherical triangle PZO,thumbnailUrl:20260304/thumbnail/ddclydqdlx-46-3-290-4.jpg},{captionCn:纬度坐标余弦值倒数示意图,magId:8a648619-a2ac-4893-9035-5d796e150570,labelCn:图5,pptUrl:20260304/ddclydqdlx-46-3-290-5.jpg.ppt,labelEn:Fig. 5,figUrl:20260304/ddclydqdlx-46-3-290-5.jpg,titleEn:Fig. 5 Schematic diagram of reciprocal cosine of latitude coordinates,titleCn:图5 纬度坐标余弦值倒数示意图,id:Fig5,captionEn:Schematic diagram of reciprocal cosine of latitude coordinates,thumbnailUrl:20260304/thumbnail/ddclydqdlx-46-3-290-5.jpg},{captionCn:2种方法计算的天文坐标偏差示意图,magId:e7b1b23f-2873-4033-b776-0722dc8d110b,labelCn:图6,pptUrl:20260304/ddclydqdlx-46-3-290-6.jpg.ppt,labelEn:Fig. 6,figUrl:20260304/ddclydqdlx-46-3-290-6.jpg,titleEn:Fig. 6 Schematic diagram of coordinate calculation deviation of two methods,titleCn:图6 2种方法计算的天文坐标偏差示意图,id:Fig6,captionEn:Schematic diagram of coordinate calculation deviation of two methods,thumbnailUrl:20260304/thumbnail/ddclydqdlx-46-3-290-6.jpg},{captionCn:纬度坐标计算误差影响示意图,magId:59644bb7-d843-47f1-85a6-3832cdbfe33a,labelCn:图7,pptUrl:20260304/ddclydqdlx-46-3-290-7.jpg.ppt,labelEn:Fig. 7,figUrl:20260304/ddclydqdlx-46-3-290-7.jpg,titleEn:Fig. 7 Schematic diagram of the influence of calculation error of latitude coordinate,titleCn:图7 纬度坐标计算误差影响示意图,id:Fig7,captionEn:Schematic diagram of the influence of calculation error of latitude coordinate,thumbnailUrl:20260304/thumbnail/ddclydqdlx-46-3-290-7.jpg},{captionCn:方位角计算误差影响示意图,magId:58d0b53e-0232-4bfb-a918-564c8be62f55,labelCn:图8,pptUrl:20260304/ddclydqdlx-46-3-290-8.jpg.ppt,labelEn:Fig. 8,figUrl:20260304/ddclydqdlx-46-3-290-8.jpg,titleEn:Fig. 8 Schematic diagram of the influence of calculation error of azimuth angle,titleCn:图8 方位角计算误差影响示意图,id:Fig8,captionEn:Schematic diagram of the influence of calculation error of azimuth angle,thumbnailUrl:20260304/thumbnail/ddclydqdlx-46-3-290-8.jpg},{captionCn:高度角计算误差影响示意图,magId:0028c8e9-e62b-48c4-8457-29b6c6d9048f,labelCn:图9,pptUrl:20260304/ddclydqdlx-46-3-290-9.jpg.ppt,labelEn:Fig. 9,figUrl:20260304/ddclydqdlx-46-3-290-9.jpg,titleEn:Fig. 9 Schematic diagram of the influence of calculation error of height angle,titleCn:图9 高度角计算误差影响示意图,id:Fig9,captionEn:Schematic diagram of the influence of calculation error of height angle,thumbnailUrl:20260304/thumbnail/ddclydqdlx-46-3-290-9.jpg}

摘要：针对现有坐标均值法近似求解精度不足、图像坐标系与天球切平面坐标系之间的转换关系无法适用于大视场的问题, 建立一种适用于超大视场天顶仪旋转轴天文坐标精密解算的算法模型。借助主光轴与旋转轴的轴系偏差, 在天球上构建北天极与2个轴系指向的球面三角形, 基于球面坐标构建旋转轴指向天文坐标的精密求解模型。仿真实验结果表明, 当主光轴指向的纬度坐标小于80°, 纬度坐标计算误差小于1″, 方位角计算误差小于5″, 高度角计算误差小于0.4″时, 旋转轴指向天文坐标解算误差在1″以内。

关键词：主光轴,旋转轴,天文坐标,球面坐标法