人造卫星光学观测
【中文词条】人造卫星光学观测
【外文词条】optical observation of satellite
【作者】朱期潮
利用人造卫星表面反射的太阳光或卫星本身的闪光对人造卫星进行各种光学观测﹐包括对人造卫星进行定位观测﹑亮度观测和光谱观测。定位观测是通过测定卫星的位置和相应时刻﹐以确定卫星的轨道要素﹐从轨道分析中获取科学信息﹐或进行卫星三角测量等工作。亮度和光谱观测的目的是研究诸如卫星在空间的转动﹑卫星表面的变化和地球大气某些物理性质等。人造卫星多数比较暗弱﹐而且快速横贯天空﹐视轨迹和视角速度的变化都比较复杂﹐所以卫星光学观测仪器必须具备大视场﹑强光力等特性和便于跟踪以及精度相当高的记时系统。
定位观测主要有目视和照相两种。目视用的仪器结构比较简单﹐操作方便﹐资料处理迅速﹐但定位精度较低﹔照相用的仪器定位精度较高﹐但结构复杂﹐造价昂贵﹐资料处理较复杂。目视定位观测分相对定位和绝对定位两种。相对定位以恒星为背景﹐测定卫星的赤道坐标。一般采用特制的广角望远镜(视场6°～12°)﹐精度可达01～02﹐用于搜索和拦截明亮卫星。绝对定位是根据经纬仪原理测定卫星的地平坐标。采用特制的大视场跟踪经纬仪﹐精度可达3～6。有些国家还采用电影经纬仪观测卫星﹐它同跟踪经纬仪的区别是另有照相系统﹐能以视场分度线为背景拍摄卫星﹐最高精度可达20。照相定位观测以恒星为背景测定卫星的赤道坐标﹐并精确记录相应的时刻。卫星照相机分非跟踪和跟踪两大类。非跟踪照相机有固定相机可以达到光学观测中最高的定位精度﹐约1。非跟踪照相机只能拍摄较明亮的卫星。跟踪照相机的特点是使卫星像能短暂地停留在感光底片上不动﹐增长曝光时间﹐使暗弱卫星成像。跟踪相对误差为1％时﹐其极限星等可比非跟踪式高5个星等。还有一种双速卫星照相机﹐它是利用设置在焦面前的一块平行平面玻璃板的旋转来补偿卫星像的拖曳﹐使卫星成点像﹐精度优于5。
卫星亮度观测有目视﹑照相和光电观测三种。目视亮度观测包括直接用眼睛或通过目视光度计估计卫星的亮度。直接用眼睛观测是将卫星与卫星近旁已知亮度的恒星作比较﹐得出卫星亮度的变化规律。通过目视光度计观测时要不断改变视场中人工比较星的亮度﹐使与卫星的亮度始终一致﹐并把人工星亮度的改变情况记录在有时标的记录仪上﹐精度可达0.2～0.3星等。照相亮度观测是利用固定照相机﹐拍摄卫星和恒星拖迹﹐用测微光度计比较卫星和已知亮度恒星的拖痕密度﹐并考虑卫星像与恒星像的速差改正﹐光电光度计放置在卫星跟踪望远镜焦点上﹐光电倍增管的输出信号录在有时标的照相示波器胶片上﹐可以得出卫星亮度的变化规律。
卫星光谱观测是利用分光元件将卫星光束色散成为光谱再进行观测的一种方法﹐一般采用附有物端棱镜的照相机﹐对卫星进行光谱的定性和粗定量观测。卫星运动的补偿可以通过照相机跟踪卫星或移动底片来实现。
参考书目
G.Veis﹐Optical tracking of artificial satellites﹐Space Science Reviews﹐Vol.2﹐pp.250～296﹐1963.