基于虛擬天文館對全天相機姿態的精確測量*

李小波，劉 煜，崔辰州，宋騰飛，王晶星，樊建康

(1.中國科學院云南天文臺，云南 昆明 650216；2.中國科學院國家天文臺，北京 100101)

全天相機是利用朝向天頂的魚眼鏡頭獲取全天空圖像的照相機。全天相機已獲得廣泛應用，主要在以下領域：(1)地基遙感全天空云量自動化監測[1-2]。在數字圖像處理軟件中，利用經驗或理論確定的閾值判別云或藍天，然后對云進行分類和計量。大多數算法[3]是基于瑞利散射或飽和度對從三原色計算出的某指標進行判斷[4-6]。其他計量云量的方法有比較天空輻射亮度、比較兩個或多個窄波段的輻射值、比較白晝實測和虛擬天空[7]、比較夜間實測和虛擬星場、神經網絡[8]、超像素分割[9]等。對薄云、臨近太陽的天區、特殊天氣情況、夜間云量、臨近地平線的云量的判斷仍是難點，對云高和云狀的自動監測儀器仍需進一步實驗研究；(2)監測天文址點的夜天光和云量[10-11]。在我國天文界, 全天云量相機已應用于麗江天文觀測站[12]、青海觀測站[13]、西部天文選址[14-15]等；(3)用于監測流星的全天相機網絡[16]；(4)對艦船進行天文導航定位[17-18]。在以上各方面的應用中，均需要準確掌握像場的參數。較高的標準是準確獲得物-像的投影關系，能夠將圖像中的特征點還原為天球上的坐標，這對于監測和定位航空器、流星等小尺度物體至關重要。較低的標準是掌握圖像中的實際方向和天頂位置，以確定特征物的方位。對于任何用途的全天相機圖像，至少要知道其東南西北方向。……