高精度恒星位置和光度测量的CCD图像分析系统及精度验证

摘要

本文旨在构建一个具有高精度恒星位置测量和光度测量功能的CCD图像分析系统，并对该系统进行精度验证。在这里我们实现该系统并且利用实测图像数据对本系统进行多方面的精度验证，再使用基于Linux系统的SExtractor软件对观测数据进行处理并归算数据，最终与SExtractor软件结果相比，得到了一个较为客观的实验结果。　　该图像分析系统是一个基于B/S结构开发的系统。在前人研究的基础上，本文主要实现了基于高斯拟合的星象定心算法以及基于生长曲线的孔径测光方法，并对高分辨率(4k×4k)CCD图像文件进行解析。系统能提供用户登录、FITS文件上传、FITS文件解析、批量星象定心以及批量星象测光等功能。其次，我们利用该系统和SExtractor软件分别对2018年拍摄的43帧M35星团图像进行位置测量以及对2009年拍摄的11帧M35星团图像进行光度测量，得到各自的星象位置和星等。最后，在星象定位方面我们参考最新发布的GaiaDR2星表分别进行归算，在星象测光方面我们仅归算各自的内部精度。　　结果表明，对于M35星团中的亮星(G星等小于12mag)而言，在赤经方向O-C(观测值-理论值)的平均标准差可以达到3毫角秒，而赤纬方向O-C的平均标准差好于5毫角秒，定位方面两个方向均优于SExtractor的定位精度；在测光上该系统得到的亮星的平均内部精度约0.003mag，与SExtractor软件中的孔径测光方法相当。

目录

声明

第1章 前言

1.1 课题背景

1.2 研究现状

1.3 本文的工作及内容安排

第2章 系统设计

2.1 实验环境

2.2 关键技术

2.3 系统流程图

2.4 本章小结

第3章 星象定心与测光算法实现

3.1 FITS文件处理

3.1.1 FITS文件简介

3.1.2 FITS文件上传

3.1.3 FITS文件解析

3.2 CCD图像星象定心算法

3.2.1 边缘分布求解

3.2.2 寻导法

3.2.3 二维高斯拟合法

3.3 基于生长曲线的孔径测光方法

3.4 如何获取生长曲线

3.5 本章小结

第4章 观测数据与数据处理

4.1 观测数据

4.2 SExtractor应用与参数设置

4.2.1 SExtractor简介

4.2.2 SExtractor参数设置

4.2.3 基于Ubuntu系统的SExtractor运行说明

4.3 实测数据处理

4.4 本章小结

第5章 实验结果与分析

5.1 系统功能说明

5.2 数据归算

5.2.1 星象测光内部精度归算方法

5.2.2 星象位置归算方法

5.3 星象测光结果

5.3.1 SExtractor使用不同孔径内部精度对比

5.3.2 本系统与SExtractor软件测光内部精度比较

5.4 参考Gaia DR2的位置归算结果

5.5 结论

第6章 总结与展望

6.1 本文的主要工作

6.2 存在的主要问题

6.3 工作展望

参考文献

附录

致谢