Вторичные опорные системы в астрометрии. Построение опорной системы ярких звезд от +90° до -90° и ее исследование тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.01 ВАК РФ

Российская Академия Наук. Институт прикладной астрономии.

Р Г Б О Д На правах рукописи

УДК 523.891

П Г:!'

Е.В.Хруцкая.

Вторичные опорные системы в астрометрии. Построение опорной системы ярких звезд .от +90° до -90° и ее исследование.

Специальность 01.03.01 Астрометрия и небесная механика.

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук.

Санкт-Петербург 1994 г.

Работа выполнена в Главной астрономической обсерватории РАН.

. Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук В.С.Губанов

доктор физико-математических наук Д.Д.Положенцев

доктор физико-математических наук А.С.Харин

Ведущая организация: Государственный астрономический институт им. П.К.Штернберга.

Защита состоится «i-f-» №. v£/yi.. 1994 г. в'/¿"час. ... мин. на заседании специализированного совета (шифр Д-200.06.01) в Институте прикладной ястрономии РАН. ( 197042, Санкт-Петербург, Ждановская 8 )

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института прикладной астрономии РАН.

Автореферат разослан << >>cff1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук

<®ша/

А Гг. Бажова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы: Создание опорных систем различного назначил - одно из основных направлений фундаментальной астрометрии, 'азнообразие систем связано с многообразием изучаемых объектов, сличающихся по яркости, по геометрическим и кинематическим ха-актеристикам. Наиболее многочисленны опорные системы, которые аспространяют общепринятую фундаментальную систему на значитель-оэ число звезд. Такие опорные системы строятся на материале диф-еренциальных определений, как меридианных, так и фотографичес-их. Данная работа посвящена вопросам построения опорных систем, азирующхся на материале нагемных меридианных наблюдений. Для элучения большей точности положений, звезд и лучшего воспроизье-ения заданной фундаментальней системы индивидуальные меридианные аталоги объединяют в сводные каталоги, реализующие на практике эстветствующую опорную систему, которая является' вторичной по [■ношению к фундаментальной системе. Такие опорные системы, со-;ржащие значительное число звезд, необходимы для решения целого >уга прикладных и научных задач, что и обуславливает актуаль-зсть работ, связанных с их построением.

Введение в строй быстродействующих автоматических меридианных ютрументов и новых регистрирующих устройств позволяют ь настоя-^е время получать индивидуальные кататоги заезд, точность кото-[х находится на уровне точности сводных каталогов, построенных наблюдений, выполненных на визуальных и полуавтоматических медианных кругах (~0. "10). Однако, как показывают сравнения новых .тзлогое менцу собой и с Фундаментальными каталогами РМ/РКб,

- л -

оувьнякиынпсг мовдошы* ьчугреннег. точшхлм н« изошмшнт ноше ка-чмллч», гк.-ст|»>'ИШЛ! I! одной тп'.'мме, от систематических раохожди• нии. Поатому методические ьонросы, оьяьанние с объединением индивидуальных каталогов, сохраняют свит актуальность и требуют более рафинированного подхода л учета факторов, не принимаемых ранее во пншаниэ.

ШШ^.раооуц явился анализ и обобщенно опыта пост ро«ния вторичных оперт« систем по результатам наземных меридиан них наблюдений, а также построений и наследование опорной системы сгшых ярких еьезд (до И'". I) от полюса до полюса для удовлетворения потребностей прикладных работ в высокоточных положениях и собственных движениях ярких звезд, полученных в единой фундаментальной системе.

Научная новизна работы. В астрономической литературе имеются достаточно подробные обзоры различных методов построения фундаментальных каталогов, начиная от каталогов Босса и Ныокома до современных фундаментальных систем РКЗ, РК4, РК5. Что касается вторичных опорных систем, то в обзорных работах и учебниках сведения о ник, как. ираишю, ограничиваиясл лишь названием каталога, периоцом наолмд'лшй и полученной точностью положений. Методы оценок исходного мчи-риала иммитсн лишь в авторских работах, опубликованных в различных изданиях. Общий обьор существующих методов т.-ароптк сгонных каталогов, охватывгиещий все этапы иостро-«Нил сводного кагляога, их аналиа и сопоставление дается впервые. !1р«в..*лтои ношу методы построения системы сводного каталога.

1!;';сг1 V значительное количество оиорннх систем, разнрост-(огт.О'Л .е, чГ,'-.и!>..НЫи ('ИСТОМЫ РК1>, К!'','!, Р1 Ь На более СЛЛПЫе

авеады но всей небесной сфере или значительной ее ча»;ти. Они ли?ованы серией .чюдных г.аталогсн АиК.-.'Л, ЛГПСКио. 31 1К&КСЗ-2, ФКСЛ 1! некоторыми другими. Чго касается ярких звезд, то аналогичной опорной системы, схшпшфиц^й во» песо, до недавнего времени не существовав. хотя н&трьочлсгь в ней имелась, в частности, в 80-е годы это било связано о расширением астрономо-гео девических работ в южном полушарии. Построенный сводный катало! геодезических звезд явился первой вторичной опорной системой, распространившей систему РК4/РК5 на яркие зьезды от полюса .до но люса. Каталог содержит 4949 положений и собственных движений звезд до 6.1 звездной величины. Плотность звезд в каталоге н среднем - 1 звезда на В кв. градусов, что в три раза превышает плотность звезд в фундаментальном-каталоге РК4 и более чем в два раза превосходит плотность ярких бв^зд в новом фундаментальном каталоге РК5.

Не традиционным для астрометрии явилось и астрофизическое дополнение к сводному КГЗ, в котором приводится радиальные строе ти, параллаксы, абсолютные звездные величины, данные иву фотом^ч1 рии, классы светимости и ряд других астрофизических данных. Наличие такой информации облегчает и расширяет возможности исследоьа ний с материалом астрометрнческих каталогов и представляется в настоящее время необходимым, по крайней мере, для каталогов обип щающего типа (фундаментальных, сводных).

Научная и практическая значимость. Выполненной обзор и авали.; существующих методов построения сводных каталогов молет быть полезен, гж для астрометриетов, работающих над построением сводни', каталогов, так и для желающих познакомиться с. этим раод^/.ом <! / и

даментальной астрометрии.

Образуя опорную систему самых ярких звезд, построенный сводный КГЗ имеет как прикладное, так и научное значение, внося вклад в дальнейшее уточнение оптической системы координат. Полученный каталог может использоваться в прикладных работах, требующих высокоточных положений звезд и однородности их системы (геодезия, геодинамика). Наличие у геодезистов значительного количества высокоточных положений достаточно ярких зьезд позволяет в полном объеме использовать сравнительно дешевые астрогеодезические методы, дающие Е отдельных случаях неплохие результаты.

Tai: как все звезды КГЗ входят в наблюдательную программу спутника HIPPARCOS, наличие точных координат этих звезд в системе FK5 может оказаться полезным для взаимного выявления ошибок наземных и космических определений.

Реализуемая каталогом опорная система, может использоваться как промежуточная для сеязи с фундаментальной системой FK5 t¿ikhx объектов как яркие радиозвезды.

Полученные высокоточные собственные движения ярких звезд (£ "КО) могут служить исходным материалом для различных исследований в звездной астрономии. При этом наличие астрофизических данных позволяет более корректно выделять отдельные группы звезд, исходя из их физических характеристик.

Достоверность результатов. Большинство методических предложений автора были реализованы в ходе построения сводных каталогов (КГЗ и CRS). а также апробированы на реальном наблюдательном материале, получо.-'ном пулковской ^кспеди::;:»'Г! в кмнсц полупмрии и индивидуальных каталогах ярких звезд. дорезал точность сь.-дких

каталогов и результаты их сравнения с новыми наблюдениями подтверждают возможность использования предлагаемых методов при построении сводных каталогов.'

В "Руководстве по астрономическим определениям" М: Недра, 1884 ГКИНМ-01-153-81 сводный КГЗ был рекомендован для практического использования в практике геодезических работ. О достоверности приводимых в нем данных свидетельствует его успешное использование на основных геодезических предприятиях, таких как ЦНИИГАиК и Предприятие N1 ГУКа, НИИГАиК (г.Новосибирск), НПО "Эталон (г.Иркутск), ПО "Сев.-зач. Аэрогеодезия", Лаборатория динамических параметров ВС НИИФТРИ. Каталог использовался в ряде геодезических п/я и воинских частей, а также в астрономических обсерваториях и НИИ, что подтверждено соответствующими актами.

На защиту выносятся:

1. Новые методы построения систем сводных каталогов и их анализ, а также выполненный анализ существующих методов построения сводных каталогов.

2. Сводный каталог положений и собственных движений 4949 геодезических звезд от +90° до -90° и результаты его исследования.

Апробация работы. Основные результаты представляемой работы докладывались на астрометрических семинарах и Ученом Совете Пулковской обсерватории, на астрометрическом семинаре ГАО АН Украины, на 23 астрометрическок конференции СССР (1985 г.), на Всесоюзном совещании Служб времени но проблеме создания КСВ-2 (1988 г.), на Всесоюзной школе-семинаре в Киеве (1991 г.), на конференции, посвященной 90-летию со дня рождения М.С.ЗЕереьа в Пулкове (1993 г.). Доклады по теме диссертации были представлены на Меж-

дународном коллоквиуме "Звездные катаюги" в Тбилиси (1984 г.), на 19 съезде MAC в Дели (1985 г.), на коллоквиуме N100 MAC в Белграде (1988 г.), на VII и VI1I Лормановских коллоквиумах в Дрездене (1988, 1993 гг.).

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка цитируемой литературы, включающего 188 наименований, и четырех приложений. Содержание работы изложено на 243 страницах машинописного текста, включая 64 таблицы и 30 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель проводимой работы, ее новизна, научная и практическая значимость. Приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе дан краткий исторический обзор наиболее значительных вторичных опорных систем и основных областей их использования. Основное внимание уделялось не столько хронологической последовательности появления того или иного каталога, сколько динамике развития определенной астрометрической идеи (яркие звезды, слабые опорные звезды и т.п.) от причин, приведших к ее появлению, и причин последующих усовершенствований до состояния на сегодняшний день. Сформулированы основные проблемы, связанные с построением сводных каталогов, дана оценка степени их решения. Выполнен анализ существующих методов построения сводных каталогов, включая и методы, предложенные автором. При описании методов

указан перечень сводных каталогов, в которых использовался рассматриваемый метод.

Проведенный анализ показал, что вопросы, связанные с получением объективных значений систематических разностей мету каталогами и оценками случайных составляющих, решаются в настоящее время достаточно корректно..Использование метода максимального правдоподобия при оценках наблюдательного материала в отношении случайных ошибок (как это было сделано при построении сводного ПФКСЗ-2 или сводного КГЗ) позволяет считать решенной и эту проблему. Что касается оценок индивидуальных каталогов в отношении систематических ошибок и построения системы сводного каталога, то отсутствие единого универсального метода во многом закономерно, поскольку эффективность того или иного метода оценок во многом определяется конкретным наблюдательным материалом (общим числом привлекаемых индивидуальных каталогов, числом каталогов с "особенностями" в системах, величинами и характером отклонений систем индивидуальных каталогов от заданной фундаментальной системы и т.п.). Проанализирована правомерность использования наиболее распространенного способа оценок систем индивидуальных каталогов по оценкам уклонения их систем от образованной средней системы в зависимости от перечисленных факторов. Показаны достоинства и недостатки метода оценки систем отдельных каталогов по уклонениям от средней системы. К достоинствам метода относится его простота и тот факт, 'что предположение, лежащее в его основе (систематические ошибки отдельных каталогов малы по величине и по совокупности каталогов носят случайный характер, позволяющий им скомпен-сироваться в среднем), не сильно противоречит практическим ре-

зультатам, особенно когда наблюдения проводятся на однотипных инструментах и по однотипной методике, а получаемые каталоги строятся в одной фундаментальной системе. К недостаткам метода можно отнести:

1. то, что эффективность оценок зависит от общего числа имеющихся каталогов, от величины и характера расхождения их систем и от числа каталогов, имеющих какие-либо "особенности" в системах.

2. При использовании этого метода всегда остается открытым вопрос о близости построенной средней системы и заданной фундаментальной.

Попытка снять эту неопределенность присутствует в методах оценок в систематическом отношении, использованных при построении сводного каталога ПФКСЗ-2 и сводного КГЗ. При построении сводного ПФКСЗ-2 при отборе каталогов для построения сводной системы "эталоном" служил сводный каталог ПФКСЗ, предварительно переведенный на систему РК4 (ПФКСЗ'). Для построения системы сводного каталога брались лишь те каталоги, систематические разности которых с ПФКСЗ' были близки по структуре и малы по величине.

При построении сводного КГЗ считалось, что при условии строгой привязки дифференциального каталога к заданной фундаментальной системе поправки в случайном отношении к звездам фундаментального каталога вида (Кат.-Фунд.кат.) в идеале не должны зависеть от координат звезд на небесной сфере. На практике степень зависимости разностей (Кат.-Фунд.кат.) от координат а и 5 различается для разных каталогов. Индивидуальному каталогу присваивался тем бол1 'шй вес, чем слабее оказывалась эта зависимость. Математически вопрос свелся к оценкам ковариационных функций разнос-

тей координат фундаментальных звезд вида (О-С) отдельно в « и б направлениях для каждой из координат. Оценки ковариационных функций в а и б направлениях имели вид:

нх и

где y^ к Уi - разности (Кат.-Фунд.кат.) для 1-й и 3-й фундаментальных звезд, наблюдавшихся в рассматриваемом дифференциальном каталоге, для которых |оС1-о^ |<хДос (для оценки Вй(т)) и |<хД5 (для оценки В5(тО), х=0,1,2,...; N - количество произведений (уш) для интервалов тЛа и Х&5 соответственно. Использовался шаг дискретизации Дос=1ь; Л5=2.°5.

Оценки ковариационных функций производились вначале с полными разностями (0-С), затем с их остаточными значениями после исключения систематических составляющих.

В обеих случаях, используя оценки В(т), строились ковариационные матрицы и вычислялись величины обобщенных дисперсий

ШаШ^Т)), 01(В5(т:)); 02(Ва(Х)), 02(В5(т))). Полученные разности обобщенных дисперсий вида 0(В(х))=01(В (т))-0г(В(т)) интерпретировались как часть разброса, вызванного присутствием в материале систематических ошибок, коррелирующих с координатами а, 5, и использовались для назначения весов в систематическом отношении. Вес 1-го каталога определялся как Р1»сопз1/01(В(х)), где 0|(В(х))-Вц(В(х))- 02|(В(-О).

Веса находились по каждой координате отдельно в « и 5 направлениях и могли определяться как в целом по каталогу, так и по от-

дельным зонам склонения или прямого восхождения.

Все подходы к оценкам систем индивидуальных каталогов, рассмотренные в п.1.3 диссертации, соответствовали задаче объединения классических дифференциальных каталогов, цель которой - максимально точное воспроизведение заданной фундаментальной системы.

При рассмотрении различных способов построения систем сводных каталогов из классических дифференциальных каталогов выделено два подхода к использованию наблюдательного материала.

1. Для построения системы сводного каталога берутся все имеющиеся индивидуальные каталоги.

2. Берутся только те индивидуальные каталоги, системы которых незначительно отклоняются по величине от заданной фундаментальной системы (или ее "заменителя"), и характер этих отклонений близок к случайному.

Выбор метода назначения весов при первом подходе в большей степени зависит от имеющегося наблюдательного материала. Второй подход дает возможность более формально оперировать с материалом, оставленным в рассмотрении, и использовать вероятностные методы. Однако, его практическая реализация имеет свои сложности, основные из них - возможность субъективного подхода при отбраковке материала и знание закона распределения анализируемых величин, необходимого для большинства вероятностных методов.

Предложен один из возможных методов отбраковки, основанный на применении метода максимального правдоподобия к "засоренной" совокупности данных. Анализируются систематические разности ь смысле (К1-К51 в площадках, размер которых позволяет считать, что величины й, в них не имеет систематических ходов в « и 5 напраз-

лениях. К1 - наблюдательные каталоги, построенные в заданной фундаментальной системе. Ко - каталог в той же фундаментальной системе, взятый для проведения сравнений.

Величины Д1 в каждой площадке описываются моделью распределения, предложенной Тьюки:

где р(Дьос,)) - распределение Ль прилитое за основное; - искомые параметры распределения;

^НДО - некоторое "засоряющее" распределение, элементы которого рассматриваются как дискретные величины;

е - вероятность того, что среди элементов могут оказаться элементы," подчиненные закону распределения Ь(Д4)■

Метод позволяет выделить наиболее вероятное число "засоренных" элементов, а по оставшимся определить центр группировки данных (м.о.) и их дисперсию в каждой из площадок.

С появлением высокоточных автоматических меридианных инструментов точность индивидуальных каталогов по внутренней сходимости существенно повысилась. Однако, сравнение новых каталогов, построенных в одной фундаментальной системе, между собой и с фундаментальной системой П<5 указывает на наличие расхождений в их системах, которые в среднем достигают величин порядка 0."05-0."08. При этом становится типичным получение наблюдательных каталогов в "сглаженной фундаментальной системе", что, по мнению их авторов, позволяет избежать локальных систематических и случайных ошибок фундаментальной системы в получаемом каталоге, учитывая высокую точность новых инструментов. Все это, а также то, что для выполнения ряда прикладных и научных задач требуется

наличие и определенная "долговечность" единой опорной системы, делает целесообразным рассмотрение вопросов, связанных с объеди-негием каталогов такого типа. Предлагаются три возможных метода объединения систем каталогов, построенных без строгой привязки к заданной фундаментальной системе. В основу всех методов оценок материала в систематическом отношении положен принцип, учитывающий хорошее качество новых инструментов - наилучшей системой считается наиболее вероятная система, которая может быть образована из систем рассматриваемых каталогов.

Первый метод - "принцип большинства" - предусматривает поочередное исключение из рассмотрения кавдого из каталогов К^ (1-1,2, ... п).

Оценивается разброс систематических разностей вида («¿-Кк"), где Кк" - "средний" каталог, построенный без к-го каталога. В результате для каждого 1-го каталога образуется набор дисперсий {0<к> (к=1,2,...п, ^к), характеризующих разброс системы 1-го каталога относительно систем средних каталогов Кк". Далее оценивается разброс между системами каталогов Кк" (01",Ог",-.,СП"), который дает представление о степени влияния каждого из каталогов на образованный "средний" каталог. Формула для веса к-го каталога может быть представлена как:

Рк^-

0к"

Метод апробирован на б-ти каталогах И.А. звезд П<4, построенных квази-абсолютным методом, по наблюдениям пулковской экспедиции в Чили В ходе эксперимента к 6-ти каталогам добавлялся искусственно смоделированный каталог, система которого не имела ни-

чего общего с системами рассматриваемых каталогов. Результаты, полученные по семи каталогам, показали, что "принцип большинства" намного лучше позволяет локализовать систему "плохого" каталога по сравнению с классическим методом оценки по уклонениям от средней системы.

Второй метод основан-на оценках разброса систем имеющихся каталогов относительно системы каждого из каталогов и последующего анализа матрицы дисперсий.

Третий метод основан на положении, что систематическое расхождение между каталогами К1 и Ко, в рассматриваемом участке небесной сферы, может считаться реальным, если оно подтверждается большинством каталогов К^ и определяется достаточно .надежно. Исходя из этого, набору систематических разностей вида (К^Ко) присваивается тем больший вес, чем лучше он коррелирует с аналогичными наборами вида (К^-Ко), полученными по остальным каталогам

(3-1,2.....п; 3*1) и чем меньше будет внутренний разброс (00

систематических разностей (К^Ко) в анализируемом участке небесной сферы.

К1 - наблюдательные каталоги, Ко - каталог, взятый для проведения сравнений. Вес в систематическом отношении для систематических

разностей, образованных для 1-го каталога, представляется как

р К1Л-2....."

1 01 -.

Здесь (?1.1,2.....п " множественный .коэффициент корреляции, характеризующий тесноту связи между м.о. набора систематических разностей (К1-Ко) и математическими ожиданиями аналогичных наборов

(К^-Ко). образованных по остальным каталогам (3-1,2.....г<; 3*1).

Веса определяются для каждой из площадок, на которые разбиты об-

ласти задания каталогов Ki. Рассмотрен вопрос о выборе каталога Ко- Метод апробирован на каталогах ярких звезд южного полушария, построенных в инструментальных системах.

В заключении I главы рассмотрено влияние способа выполнениия отдельных этапов построения сводного каталога на конечный результат. Анализировалось влияние изменения способа сравнения каталогов и влияние изменения метода оценки наблюдательного материала в отношении систематических ошибок. Для иллюстрации использован наблюдательный материал, участвовавший в построении сводного КГЗ.

Вторая глава посвящена построению положений сводного КГЗ и оценкам их точности. В начале главы дается история "геодезических звезд", их связь с деятельностью Пулковской обсерватории. Обосновывается необходимость построения нового каталога этих звезд от +90° до -90°. Работа над получением положений 4949 геодезических звезд проводилась в два этапа.

1. Для обеспечения в кратчайший срок выполнения ряда прикладных работ, создание Предварительного каталога геодезических звезд от +90° до -90° на основе опубликованных старых каталогов.

2.Создание сводного каталога положений и собственных движений этих звезд на основе нового наблюдательного материала, полученного в ходе выполнения международной программы Bright Stars.

Предварительный каталог 4949 геодезических звезд (КГЗ*) строился на основе старых каталогов GC, ИЗО, FK4, FK4-supp и КГЗ-2 и являлся, по сути, компилятивным каталогом. Точность его положений и приведенных в нем собственных движений предопределялась точностью старых каталогов и "долей" каждого из них в КГЗ'. Средне-квадратичная ошибка одного положения в КГЗ' была невысока и

составляла для эпохи 1980.0 в среднем по каталогу

е cos5=±0.s015; г-«±0."20. а о

Основное внимание при построении КГЗ' уделялось качеству пе ревода старых каталогов на единую фундаментальную систему (FK4). Как показали сравнения КГЗ' с новыми наблюдениями ярких звезд эта :задача была выполнена достаточно успешно. КГЗ' удовлетворительно воспроизвел систему FK4 по всей сфере. Сразу после завершения ра бот, КГЗ' был использован для вычисления рабочих эфемерид способа Талькотта для широт от -90° до +85°.

Материалом для окончательной версии сводного каталога 4949 геодезических звезд (КГЗ) послужили ноЕые наблюдения этих звезд, выполненные в рамках международной программы Bright Stars в пери од с 1S63 по 1975 гг. отечественными и зарубежными обсерватория ми. В сводный КГЗ вошли 17 каталогов по R.A. и 12 - по DECL. В таблице 1 приведены основные сведения об использованных каталогах. Каталоги, построенные в инструментальных системах, были переведены на систему FK4 с помощью систематических разностей (KaT.-FK4), приводимых их авторами. Десять зонных каталогов Ташкентской обсерватории были предварительно объединены в один каталог.

Таблица 1. Данные о каталогах, использованных при составлении КГЗ.

Обсерватория, координаты Ср.эп.+1950 «/5 К-во звезд BS общих с КГЗ Зона по б Система

Ташкент-« 14.14/- 2145 +90°+-20° FK4

Бордо-а,б 16.35/14.74 372 +5°+-15° FK4

Харьков 1-а 20.96/- 1259 +30°*-16° FK4

Токио-«,5 18.19/18.16 556 -10°+-31° FK4

Киев 1-й,5 15.90/15.89 1940 +90°+-11° FK4

Киев 2-й,5 23.42/23.42 1295 +90°++15° FK4

Бухарест-«, б 14.52/14.52 443 +9°*-15° FK4

Китай-« 19.32/- 394 +55°+-30° FK4

Вена-ос 20.02/- 81 +55°++35°1 FK4

Харьков 2-« 20.80/- 860 +90°++30с FK4

Николаев-«, б 14.83/14.86 532 0°*-20° FK4 •

Страсбург-«,б 15.10/15.06 950 +73°++25° FK4

П-Бергедорф-а,б 19.86/19.84 2694 +27°+-90° инструм.

Кап-«,б 17.13/17.66 1724 0°+-90° инструм.

Сантьяго-«,Б 16.68/16.68 625 -25°+-47° й-инстр. 5-FK4

Пулково-«,б 15.16/15.16 580 -47°+-90° инструм.

Брорфельд-«,5 22.0/22.0 1943 +90°+-10° FK4

Оценка индивидуальных каталогов в отношении систематических ошибок производилась на основе анализа оценок ковариационных функций разностей (Кат.-Фунд.кат.), полученных по звездам фунда-

ментального каталога, сопровождающим каждый из дифференциальных каталогов.

Веса определялись для каждой координаты относительно ошибок, зависящих от л и 5. Относительно ошибок, зависящих от склоьения, веса определялись по 30° зонам, относительно ошибок, зависящих от прямого восхождения - в целом по каталогу, поскольку их предварительный анализ не обнаружил явной зависимости от зоны склонения.

После построения системы сводного каталога и перевода на нее индивидуальных каталогов, считалось, что каталоги К^* различаются лишь за счет случайных ошибок. Материалом для оценрк каталогов в отношении случайных ошибок служили разности Дц в смысле (Ки*-К10), образованные по звездам каждого каталога. Положения 1-й звезды в каталоге Кю были образованы .как арифметическое среднее из положений згой звезды в индивидуальных каталогах, переведенных на систему сводного. Ошибка разности Дц -представлялась как:

бцг - е^Г») + е^(1)/П1 + е102

Величины н¿2Ссо) и £^(1) считались неизвестными и, определялись по каждому каталогу методом максимального правдоподобия. ею2 - средне-квадратичная ошибка положения 1-й звезды в каталоге К10.

После нахождения величин и е^2(1) для каждого каталога

ошибка положения 1-ой звезды в 3-м каталоге определялась с учетом числа выполненных наблюдений:

гцг = в,гМ + е^Ш/гц; а вес звезды в случайном отношении - как Р1¿=сопз1/£1

С весами в случайном отношении, полученными для каждой звезды

в каждом каталоге, были вычислены окончательные положения сводного КГЗ и их средние эпохи наблюдений.

Поскольку в сводный КГЗ помимо звезд программы Bright Stars, вошли яркие звезды фундаментального каталога FK4, рассмотрены два варианта включения этих звезд в сводный каталог.

В таблице 2 приведены средние значения средне-квадратичных ошибок сводного КГЗ по зонам склонения.

Таблица 2. Средне-квадратичные ошибки сводного КГЗ по зонам склонения.

Зона по 5I+89++80 +79++70 +69++60 +59+ь50 +49++40 +39++30

е cos5 j±0s.0Q5 s" |±0".12 б б 0.004 0.12 0.005 0.10 0.004 0.10 0.004 0.10 0.004 0.10

Зона по C|-t 29++20 +19++10 + 9+0 -0+-9 -10+-19 -20+-29

е соs5 I а е5 0.004 0.10 О.ООЗ 0.09 0.003 0.09 0.003 0.09 0.003 0.10 0.003 0.10

Зонз по б! -30+-39 -40+-49 -50+-59 -60^-59 -70+-79 -80+-89

е cos5 а е5- I 0.005 0.11 0.004 0.11 0.005 0.10 0.005 0.10 0.005 0.11 0.005 0.10

В диссертации приводятся оценки 17 индивидуальных каталогов ярких.звезд, выполненные по внешней сходимости с КГЗ. Сопоставление ошибок по внешней сходимости с ошибками по внутренней сходимости, приводимыми в каталогах, показало их удовлетворительное согласие, что подтверждает хорошее качество исходных наблюдательных каталогов в плане отсутствия в них значительных систематических ошибок.

Сводный- КГЗ был построен в системе РК4. Учитывая значительные систематические ошибки этой системы вида Да_ в южном полушарии.

для практического использования положения сводного КГЗ были переведены на "предварительную систему ЭйЗ" (система РК4, исправленная за систематические ошибки вида До^). В этом варианте каталог использовался на геодезических предприятиях до получения из института Гейдельберга нового фундаментального каталога ГК5. В 1987 г. сводный КГЗ был переведен на новую фундаментальную систему и пересчитан на равноденствие и эпоху 32000.0.

В третьей главе дается вывод новых собственных движений геодезических звезд. В таблице 3 приведены основные характеристики ¡саталогсв, использованных в работе.

Таблица 3. Основные характеристики каталогов, использованных для вывода собственных движений ярких звезд.

Каталог и обозначение

Средн. Кол-во звезд

эпоха общих с КГЗ Зона по 5

1901 4949 +90°+-90°

1930 3783 +90°*-90°

1915 935 +90°+-10°

19~6 1334 +90°*-10°

19.35 1481 +32°+-90°

1945 2304 +90°++50°

1955 2875 +50°++35°

1955 1459 -20°+-90°

1968 4949 +90°*-90°

1959 806 +90°+-30°

1950 692 +30°+-35°

СЗС

N30

"1623"

"1334"

Ме

И2-50

УЗ-50

2Саре-50

КГЗ

У/4-50

гс

Наборы звездных положений, обозначенные "1623" и "3334", в совокупности представляют каталог 2957 геодезических звезд И.В.Диммермана. Средние эпохи наблюдений звезд этил групп различна, л при выводе собственных движений они использовались раздельно. Ме - абсолютный каталог Р.А. и БЕСЬ звезд списка Баклунда-Хо-'ф •. ох^Ш'Чякй К.Н.Тавастшерна по наблюдениям 1928-1941 гг. на

Мельбурнской обсерватории. У2-50, МЗ-50, Щ-50 - абсолютные каталоги И.А.' и БЕСи полученные по наблюдениям на 6"-меридианном круге Вашингтонской обсерватории. 2С - каталог зодиакальных звезд Робертсона, использовались положения для эпохи 1950.0. Остальные каталоги, приведенные в таблице 3, не требуют пояснений.

Все каталоги, взятые для вывода собственных движений, были переведены на систему П<4 для своей средней эпохи и приведены к равноденствию 1950.0.

Собственные движения геодезических звезд были вычислены в двух вариантах:

1. Методом наименьших квадратов. Условные уравнения для каждой звезды, в обозначениях таблицу 3, имели вид:

(Кв-Кэ/К1,К4)-|1(Ь8-Ь1) 1-1,3,4

(К5,Ка.К7/К9,Кю-К2/Ко)-иат-Ь1с) Ш=5,6,7,9,10; к»0,2.

(Ка-КоЬиае-Ьо).

Каталоги, стоящие под чертой, дополняли недостающие звезды в основных парах.

2. Посредством получения собственных движений по двум парам каталогов с их последующим объединением.

Первая пара: (Кв-КУКа.Кд)-»!!^-^) 1-1,3,4 Вторая пара: (Кв-КоЬигиеЧо).

После анализа собственных движений, полученных в вариантах 1 и 2, в качестве окончательных значений были взяты средние значения из двух вариантов.

В таблице 4 приведены средне-квадратичные ошибки годичных собственных движений по зонам склонения.

Средние эпохи полученных собственных движений составили:

Т(ц ) =1942.50; 1(^=1942.68.

Таблица 4. Средне-квадратичные ошибки годичных собственных двиде ний геодезических звезд.

Зона по 5 8 СОЭб "ос в 0Э.00001 е в 0".0001

+90°++80° ±0Э.00013 ±0".0019

+80°++70° 12 19

+70°*+60° 11 18

+60°++50° 12 20

+50°++40° 11 18

+40°++г0° 11 18

+30°++20° 12 18

+20°++10° 11 17

+:о°+ о° 10 17

0°+-10° 11 18

-10°+-20° 11 18

-20°+-30° 12 19

-30°+-40° 12 20

-40°+-50° 13 19

-50°+-60° 12 20

-60°+-70° 13 20

-70°--80° ' 13 21

-80°-90° 13 21

среднее по каталогу ±03.00012 ±0".0019 (

В четвертой главе приводятся результаты сравнения полученного

сводного КГЗ с другими каталогами. Наибольший интерес представляют сравнения сводного КГЗ с новыми наблюдениями ярких звезд, полученными на автоматическом меридианном круге на LA-PALMA; со звездами яркого дополнения FK5 и со сводным каталогом ярких звезд BSC.

Результаты сравнения показали, что система сводного КГЗ не имеет систематических отклонений от фундаментальной системы FK5. Максимальные расхождения положений и 100-летних собственных движений для эпохи 2000.0 не превосходят по модулю' 0.s004 для R.A. и 0."05 для склонения. Ошибки КГЗ по внешней сходимости, определенные ис сравнения со звездами яркого дополнения FK5, составили:

е cos6=±0s.C04; s cosS-±0s.014; е_=±0".Ю; s =±0".22. а 'и '5 'я,

се о

Сравнение КГЗ со сводным каталогом BSC представляло особый интерес, поскольку являлось хорошей проверкой достоверности данных обоих каталогов. Сравнение имело и методический интерес, так как во многом общий наблюдательный материал обрабатывался различными методами в смысле получения оценок в систематическом и случайном отношении. Оба каталога достаточно уверено воспроизводят систему FK5, имея лишь небольшие локальные отклонения от нее. Сопоставление кривых систематических разностей вида (КГЗ-BSC) и (FK5-BSC) относительно всех видов систематических ошибок позволяет считать, что, в целом, КГЗ более "жестко" привязан к системе FK5. Учитывая качество обоих каталогов и состав входящих в них звезд, поедставляется целесообразным их объединение с целью расширения диапазона звездных величин и исключения локальных расхождений в их системах. В результате для практического использования

можно получить каталог 6474 звезд до 7т.9 звездной величины в системе, максимально приближенной к РК5. Работа по объединению положений ярких звезд начата мной в этом году. Прорабатывается вопрос о возможности привлечения новых наблюдений ярких звезд для уточнения тлеющихся собственных движений.

В пятой главе даются результаты звездно-астрономического исследования, выполненного на базе собственных движений сводного КГЗ. Основная цель исследования - выяснить пригодность новых собственных движений для работ подобного типа, что, в определенной степени, будет характеризовать и качество полученных собственных движений.

Для исследования были отобраны звезды, собственные движения которых не превышали 20" в столетие. С целью.определения влияния величин (1 на результаты эти пределы сужались до 10" и до 5". Отдельно была рассмотрена группа звезд с собственными движениями в пределах 20"<ц.<80". Звезды с большими собственными движениями не привлекались, так как они могли оказать заметное влияние на средние значения ц в площадках, учитывая общий объем материала.

В таблице 5 приведена количественная характеристика использованного материача.

Таблица 5. Количественная характеристика использованного материа-

ла.

ц<10"

ц«0" |А<10" ¡1<5" 20"<мХ80" зр В А Р Б К М N,5?,Б

4286 3627 3426 590 579 886 261 280 1008 185 428

из них: звезд спектров В0*В5 - 530 сверхгигантов - 136

При проведении общего решения по всему материалу использовались средние величины собственных движений в площадках размером 75 кв. градусов. В основном, в работе использовалась экваториальная система координат. Переход к галактической системе делался при решении по зонам, параллельным плоскости Галактики, и при исследовании северо-южной асимметрии. В результате выполненной работы были получены: поправка к постоянной прецессии, величина ДЕ, постоянные галактического вращения и координаты апекса Солнца.

Др-Н."10 ± 0."17; ДЕ=+1."21 ± 0."18; А-16.1+2.8 км-сек"1-кпс"1;

В=-9.0±2.4 км-сек-1 -КЖГ1; А©=271°.2 ± 2°. 8; 0©=33°.8 ± 2°.2.

Полученные величины хорошо согласуются со стандартными значениями и с данными других' авторов, что подтверждает пригодность новых собственных движений для звездно-астрономических работ. При вычислениях использовались собственные движения в системе П<4 и в "предварительной системе ЭКЗ". Изменение в системах не привело к значимому изменению определяемых параметров.

При определении кинематических параметров раздельно по N и Б полушариям Галактики наиболее заметное расхождение в результатах проявилось у величины галактического вращения Ц; среднего векового параллакса и координаты Оо апекса Солнца, однако, расхождение нигде не превысило величины 26 (где б - ошибка определения параметра) . Сопоставление результатов, полученных при раздельном вычислении но северному и южному полушариям Галактики, для групп звезд с различными ограничениями на величины собственных движений (р.<20", р.<10" ц.<5" в столетие), с результатами по аналогичным

группам при вычислении по 20-градусным зонам, параллельным плоскости Галактики, позволили сделать вывод, что основной вклад в северо-южную асимметрию вносят звезды южного полушария Галактики, расположенные в зоне -50°<Ь<-10о, собственные движения которых составляют 10"-20" в столетие.

На примере двух групп звезд, принадлежащих плоской подсистеме Галактики (звезды спектров В0+В5 и сверхгиганты), подтвержден вывод о различном характере движения этих групп. Различный характер движения объяснен различной степенью влияния молодых звезд, входящих в эти группы, на общее движение каждой из групп.

Определение кинематических параметров с использованием двух моделей (Оорта-Линдблада и Огородникова-Милна) на имеющемся материале не дало практических расхождений в результатах. Использование модели Огородникова-Милна не выявило каких-либо заметных движений, перпендикулярных плоскости Галактики.

В шестой главе приводится описание астрофизического дополнения к сводному КГЗ, показана степень имеющегося обеспечения геодезических звезд астрофизическими данными в рависимости от звездной величины. Наличие астрофизической информации расширяет возможности исследований на материале сводного КГЗ, поскольку позволяет более корректно выделять отдельные группы звезд, исходя из их физических характеристик.

В заключении дается <л-одка основных результатов работы.

Основные р«^;.'ультаты диссертации опубликованы в следующих работах :

1. Хруцкая 1\Е-'. Возможный вариант построения сводного каталога * ье>.-:'лныу положений. // Асгрон. ж. . 1975. Т.52. N5.

С.1059-1062.

2. Хруцкая Е.В. Предварительный сводный каталог геодевических звезд' (КГЭМ от +90° до -90°. // Изв. ГАО АН СССР в Пулкове. 1980. N 197. С. 3-11.

3. Хруцкая Е.В. Об оценке материала при составлении сводного каталога звездных положений. // Астрон. ж. 1980. Т.57. N 1. С. 195-199.

4. Хруцкая Е.В. Сводный каталог положений и собственных движений 4949 геодезических звезд от +90° до -90°. // Астрон. ж. 1985. Т.62. N 3. С. 605-607.

5. Хруцкая Е.В. Некоторые результаты эвездно-статистических исследований. // Астрон. цирк. 1984. N1347. С.6-7.

6. Хруцкая Е.В. Анализ положений ярких звезд при составлении сводного каталога положений и собственных движений геодезических звезд от +90° до -90°. // Труды международного коллоквиума "Звездные каталоги", Бюлл. Абастум. астрофиз. обе. 1985. N 59. С.249-258.

7. Хруцкая Е.В. Сводный каталог 4949 геодезических звезд. //Геодезия и картография. 1985. N8. С.30-34.

8. Хруцкая Е.В. Возможности использования отдельных наблюдений при построении сводного каталога звездных положений. // Изв. ГАО АН СССР В Пулкове, 1987, N 204. С.38-40.

9. Хруцкая Е.В. Результаты сравнения сводного каталога геодезических звезд с другими каталогами. // Изв. ГАО АН СССР в Пулкове. 1987. N 204. С.8-13.

10. Хруцкая Е.В. Новые положения и собственные движения 4949 геодезических ЗЕезд от +90° до -90°. // Современная астрометрия

(по материалам 23 астрометр. конф. СССР). 1987. С.40-43.

11. Khrutskaya E.V. The new catalogue of geodetic stars from -»90° до -90°. // Mitt, des Lohrmaiin. Obs. 1989. N 56. P.22-23.

12. Хрупкая E.B. Сводные каталоги и проблемы, связанные с их построением. // Проблемы построения координатных систем в астрономии. Л: 1989. С.125-140.

l:'< Kiirutskaya E.V. The reduction of the general catalogue of geodetic stars from +90° to -90° to the FK5 system. // Astrop-hys. and Space Science. 1991. N177. P.46-50.

14. Кандаурова К.А., Хруцкая E.B. Астрофизическое дополнение к сводному каталогу геодезических звезд. // Астрон. цирк. 1991. Ml550. С.39-40.

15. Хруцкая Е.В. Сравнение сводного каталога геодевических звезд с новыми наблюдениями ярких звезд и звездами яркого дополнения FK5. // Геодезия и картография. 1992. N 8. С.11-13.

Работы, содержащие большой числовой материал и требующие значительного числа печатнык листов, в полном объеме депонированы в ВИНИТИ.

1. Хруцкая Е.В. Сводный катачог положений и собственных движений 4949 геодезических звезд от +90° до -90°. часть I. М., 1984. !53 с. - дел. а ВИНИТИ 05.06.84 N 4077-84.

I.I. Хруцкая Е.В. Сводный каталог положений и собственных движений 4949 геодезических звезд от +90° до -90°. часть II. М., 1984, 125 е.- деп. В ВИНИТИ 05.06.84 N 4073-84. Хрупка* Е.В. Галактическое крашение, поправка к постоянной и ^оор;.;'нати аилкоа Солнца по собственным львиный

ярких эвеад. М., 1984 . 27с. - деп. в ВИНИТИ 05.06.84. N4076-84.

4. Хруцкая Е.В. Собственные движения 4949 геодезических звезд со склонениями от +90° до -90°. М., 1985. 19 с.-деп. в ВИНИТИ 17.01.85. N 787-85.

5. Хруцкая Е.В. Вторичные опорные системы в астрометрии. Анализ и обобщение методов построения сводных каталогов. М., 1994. 101с.-деп. в ВИНИТИ. 28.04.94. N 1061 - В94.

?Ш ШШФ,эак,314,хир.100,уч.изд.л.1,3; 30/У1-1994 г. Бесплатно