Gaia星表的合成光度仪器星等估计方法

安悦晗; 武延鹏; 孟小迪

doi:10.37188/OPE.20233108.1107

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Gaia星表的合成光度仪器星等估计方法

现代应用光学 | 更新时间：2023-05-04

- Gaia星表的合成光度仪器星等估计方法
- Synthetic photometry instrument magnitude estimation method of Gaia catalogue
- 光学精密工程 2023年31卷第8期页码：1107-1114
- 作者机构：
  
  北京控制工程研究所，北京 100190
- 作者简介：
  
  [ "安悦晗（1998-），女，河北保定人，硕士研究生，2020年于东华大学获得学士学位，主要从事光学成像敏感器图像处理算法的研究。" ]
  [ "武延鹏（1977-），男，河北邢台人，研究员，2004年于清华大学获得博士学位，主要从事空间导航敏感器总体技术的研究。" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51905034)
- DOI：10.37188/OPE.20233108.1107
  中图分类号： V448.22
- 收稿日期：2022-07-10，
  
  修回日期：2022-11-02，
  
  纸质出版日期：2023-04-25
- 稿件说明：
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安悦晗,武延鹏,孟小迪.Gaia星表的合成光度仪器星等估计方法[J].光学精密工程,2023,31(08):1107-1114.

AN Yuehan,WU Yanpeng,MENG Xiaodi.Synthetic photometry instrument magnitude estimation method of Gaia catalogue[J].Optics and Precision Engineering,2023,31(08):1107-1114.
安悦晗,武延鹏,孟小迪.Gaia星表的合成光度仪器星等估计方法[J].光学精密工程,2023,31(08):1107-1114. DOI： 10.37188/OPE.20233108.1107.

AN Yuehan,WU Yanpeng,MENG Xiaodi.Synthetic photometry instrument magnitude estimation method of Gaia catalogue[J].Optics and Precision Engineering,2023,31(08):1107-1114. DOI： 10.37188/OPE.20233108.1107.

摘要

为满足星敏感器灵敏度的测量、导航星表的建立、空间目标的捕获等任务需求，需要精确的仪器星等作为数据支持。本文对仪器星等计算的方法及测光系统方面展开研究。首先，结合仪器星等计算原理介绍了以GaiaDR2星表为数据源的基于合成光度法的Gaia仪器星等计算方法，即基于

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2.45533323

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，

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4.82600021

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4.91066647

3.21733332

星等系统的合成光度计算及色指数模型。其次，利用星表数据进行实例计算，并对仪器星等计算精度及色指数模型进行比较分析。最后，对星敏感器在轨图像进行孔径测光，得到实际仪器星等结果与计算结果进行对比验证，并结合实际星等比较本文提出的方法与UBV色指数拟合法的结果。结果表明，Gaia星表的合成光度仪器星等估计方法与UBV色指数拟合法计算仪器星等与实际仪器星等差

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14.47799969

3.80999994

标准差分别为0.066和0.075。本文提出的方法达到了较高的仪器星等计算精度且能够满足实际应用需求。

Abstract

To meet the requirements of measuring the sensitivity of star trackers， establishing guide star catalogs， and capturing space targets， accurate instrument magnitudes are required as data support. In this study， the method of instrument magnitude calculation and photometric system are investigated. First， combined with the principle of instrument magnitude calculation， synthetic photometric method and color index fitting method are introduced. Then， the instrument magnitude calculation method of Gaia catalog based on synthetic photometry using GaiaDR2 catalog， that is， synthetic photometric calculation and color index model based on the

，

star system， is introduced as the data source. Subsequently， color index model accuracy of other instrument magnitude calculation methods is calculated. Finally， aperture photometry is performed on the in-flight image of the star tracker， and the actual instrument magnitude results are compared and verified with the calculated results. The calculation results of the GaiaDR2 catalog and Hipparcos catalog are compared with the actual magnitude. The results show that the standard deviations of the color index fittings using the calculated value and true value of GaiaDR2 are 0.003 5 and 0.037 6， respectively. The standard deviation of the calculated instrument magnitude difference （

-M

） is 0.106 0， and the spectral coverage is relatively larger. Thus， it achieves high precision and can meet the needs of practical applications.

关键词

Keywords

references

鞠雁志 . 星敏感器用CCD星等的近似计算方法［J］. 控制工程， 1986 （ 2 ）： 29 - 34 .

JU Y ZH . Approximate calculation method of CCD magnitude for star sensor ［J］. Control Engineering of China ， 1986 （ 2 ）： 29 - 34 . （in Chinese）

李林，袁利，王立，等 . 从哈勃太空望远镜剖析微振动对高性能航天器指向测量与控制系统的影响［J］. 光学精密工程， 2020 ， 28 （ 11 ）： 2478 - 2487 . doi: 10.37188/OPE.20202811.2478 http://dx.doi.org/10.37188/OPE.20202811.2478

LI L ， YUAN L ， WANG L ， et al . Influence of micro vibration on measurement and pointing control system of high-performance spacecraft from Hubble Space Telescope ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2020 ， 28 （ 11 ）： 2478 - 2487 . （in Chinese） . doi: 10.37188/OPE.20202811.2478 http://dx.doi.org/10.37188/OPE.20202811.2478

STRUNZ H C ， BAKER T ， ETHRIDGE D . Estimation of stellar instrument magnitudes ［J］. SPIE ， 1993 ， 1949 ： 228 - 235 . doi: 10.1117/12.157085 http://dx.doi.org/10.1117/12.157085

周建涛，蔡伟，武延鹏 . 星敏感器用仪器星等的确定［J］. 空间控制技术与应用， 2009 ， 35 （ 2 ）： 46 - 50 . doi: 10.3969/j.issn.1674-1579.2009.02.010 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1674-1579.2009.02.010

ZHOU J T ， CAI W ， WU Y P . Estimation of stellar instrument magnitudes for star tracker ［J］. Aerospace Control and Application ， 2009 ， 35 （ 2 ）： 46 - 50 . （in Chinese） . doi: 10.3969/j.issn.1674-1579.2009.02.010 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1674-1579.2009.02.010

LU R ， WU Y P . Estimation of Stellar Instrument Magnitudes Using Synthetic Photometry ［C］. 2019 IEEE Aerospace Conference . March 2-9， 2019 ， Big Sky ， MT ， USA . IEEE ， 2019 ： 1 - 7 . doi: 10.1109/aero.2019.8741604 http://dx.doi.org/10.1109/aero.2019.8741604

陈少杰，高玉平，尹东山 . Gaia DR2星表及其与Hipparcos星表的比较［J］. 测绘科学技术学报， 2020 ， 37 （ 5 ）： 441 - 446， 453 . doi: 10.3969/j.issn.1673-6338.2020.05.001 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1673-6338.2020.05.001

CHEN SH J ， GAO Y P ， YIN D SH . Comparison between star catalogue Gaia-DR2 and hipparcos ［J］. Journal of Geomatics Science and Technology ， 2020 ， 37 （ 5 ）： 441 - 446， 453 . （in Chinese） . doi: 10.3969/j.issn.1673-6338.2020.05.001 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1673-6338.2020.05.001

EVERALL A ， BOUBERT D ， KOPOSOV S E ， et al . Completeness of the Gaia-verse - IV. The astrometry spread function of Gaia DR2 ［J］. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ， 2021 ， 502 （ 2 ）： 1908 - 1924 . doi: 10.1093/mnras/stab041 http://dx.doi.org/10.1093/mnras/stab041

MONTEGRIFFO P ， DE ANGELI F ， CACCIARI C . GAIA DR 2 PASSBAND ［EB/OL］. （ 2018-3-16 ）［ 2022-6-30 ］. https：//www.cosmos.esa.int/web/gaia/iow_20180316 https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/iow_20180316 .

European Space Agency （ESA） and Gaia Data Processing and Analysis Consortium （DPAC） . Gaia Data Release2 Documentation release 1 . 2 ［EB/OL］. （ 2019-6-5 ）［ 2022-6-30 ］. https：//gea.esac.esa.int/archive/documentation/GDR2/index.html https://gea.esac.esa.int/archive/documentation/GDR2/index.html . doi: 10.5270/esa-ycsawu7 http://dx.doi.org/10.5270/esa-ycsawu7

European Space Agency （ESA） and Gaia Data Processing and Analysis Consortium （DPAC） . Gaia Early Data Release 3 Documentation release 1 . 1 ［EB/OL］. （ 2021-3-3 ）［ 2022-6-30 ］. https：//gea.esac.esa.int/archive/documentation/GEDR3/index.html https://gea.esac.esa.int/archive/documentation/GEDR3/index.html .

EVANS D W ， RIELLO M ， DE ANGELI F ， et al . Gaia Data Release 2： Photometric content and validation ［EB/OL］. 2018 ： arXiv ： 1804 . 09368 . https：//arxiv.org/abs/1804.09368 https://arxiv.org/abs/1804.09368

MITCHELL R I ， JOHNSON H L . Thirteen-color narrow-band photometry of one thousand bright stars ［J］. Communications of the Lunar & Planetary Laboratory ， 1969 ， 8 （ 132 ）： 1 - 49 .

CARDIEL N ， ZAMORANO J ， BARÁ S ， et al . Synthetic RGB photometry of bright stars： definition of the standard photometric system and UCM library of spectrophotometric spectra ［J］. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ， 2021 ， 504 （ 3 ）： 3730 - 3748 . doi: 10.1093/mnras/stab997 http://dx.doi.org/10.1093/mnras/stab997

LIM P L ， DIAZ R I ， LAIDLER V . PySynphot User's Guide （Baltimore， MD： STScI）［EB/OL］. 2015 ， https：//pysynphot.readthedocs.io/en/latest/ https://pysynphot.readthedocs.io/en/latest/ .

LARRY B ， BRIGITTA S ， THOMAS R ， et al . astropy/photutils ： 1 . 4 . 0 ［EB/OL］. March ， 2022 ， Zenodo. https：//doi.org/10.5281/zenodo.596036 https://doi.org/10.5281/zenodo.596036 .

满意，杨轻云，陈涛 . 空间目标光度测量的消光修正拟合［J］. 光学精密工程， 2021 ， 29 （ 7 ）： 1511 - 1517 . doi: 10.37188/OPE.20212907.1511 http://dx.doi.org/10.37188/OPE.20212907.1511

MAN Y ， YANG Q Y ， CHEN T . Extinction correction fitting for photometric measurement of space targets ［J］. Opt. Precision Eng. ， 2021 ， 29 （ 7 ）： 1511 - 1517 . （in Chinese） . doi: 10.37188/OPE.20212907.1511 http://dx.doi.org/10.37188/OPE.20212907.1511

European Space Agency （ESA） and Gaia Data Processing and Analysis Consortium （DPAC） . Gaia Data Release3 Documentation release 1 .1［EB/OL］. （ 2022-6-13 ）［ 2022-6-30 ］. https：//gea.esac.esa.int/archive/documentation/GDR3/index.html https://gea.esac.esa.int/archive/documentation/GDR3/index.html . doi: 10.5270/esa-ycsawu7 http://dx.doi.org/10.5270/esa-ycsawu7

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