Wie berechnet man die lokale Position, wenn man die RA und Dec des Zentrums eines Bildes, RPY der Kamera und die genaue Zeit kennt?

Gegeben ein Bild von Sternen - nehmen Sie an, dass es möglich ist, die Sterne und ihre Rektaszension (RA) und Deklination (Dec) zu identifizieren. Durch die Auswahl eines nahe der Mitte des Bildes (oder durch Interpolation von RA/Dec zur Mitte) wäre der effektive "Zeigewinkel" der Kamera bekannt.

Mit RA/Dec der Kamera, plus Roll (R), Pitch (P) und Yaw (Y) der Kamera und der genauen Zeit (TAI, UTC und/oder UT1), zu der das Bild aufgenommen wurde. Wie wäre eine Standortberechnung möglich, wo sich die Kamera auf der Erde befand, als sie aufgenommen wurde (vorausgesetzt, es ist möglich).

Es scheint, als wäre es eine einfache Koordinatentransformation, aber es ist nicht klar, wie sich die Zeit auf die Berechnung auswirkt. Ich kann keine einfache Ressource von Algorithmen finden, um eine nahe genug zu finden.

ETA: Rollen, Nicken und Gieren können auf verschiedene Arten gefunden werden ... in meinem aktuellen Fall habe ich eine gute erste "Vermutung" genommen und dann eine Überlagerung von Sternen gezeichnet, basierend auf der Störung der anfänglichen ersten Vermutung, bis sich die Sterne überlagerten weit über dem Bild (das erforderte natürlich, dass ich wusste, wo das Bild aufgenommen wurde!) Es ist jedoch auch möglich, R, P, Y basierend auf einem lokalen Gravitationsvektor und Trägheitsmechanik (eine einfache INU) zu kennen ... was da möchte ich endlich hin.

RA und Dec werden derzeit unter Verwendung von http://astrometry.net/ gefunden , indem sie das Bild hochladen, von dem sie astrometrische Meda-Daten zurückgegeben haben.

Hier ist ein Beispielsatz von Zahlen: R = 10,7 Grad, P = 63,1 Grad, Y = -174,8 Grad

Zeit = 2016, Okt, 1,0 Std., 31 Min., 28 Sek

Schaltsekunden = 36 GPS-TAI

UT1-UTC = -0,28

Bildmitte (~Zeigervektor der Kamera)

RA = 90,7 (6 h, 2 m, 53,422 s),

Dez=3,56 (3 Grad, 33' 24,95)

Wie kann eine Kamera alle fünf definieren? (dh RA, Dec., Pitch, Roll und Yaw?) Ich denke, es wird hilfreich sein, ein bestimmtes Beispiel mit Zahlen bereitzustellen. Ich frage mich auch, ob Azimut und Höhe besser sein könnten, "Rollen" kommt von "welcher Weg ist Norden" im Bild unter Verwendung der identifizierten Sterne, die RA und Dez ergeben.
@Benutzernummer Die Antwort dort beantwortet diese Frage nicht, es handelt sich also nicht um ein Duplikat. Diese Frage lautet: "Wie berechnet man ..." und so etwas gibt es dort nicht. Diese Frage lautet "Ist es möglich ..." und die Antwort ist "Ja, es ist möglich", aber nicht mehr. Wenn Sie jetzt für die Schließung gestimmt hätten, da eine Klärung erforderlich wäre, wäre dies eine andere Sache gewesen. Aber die erste Frage eines neuen Benutzers aus dem falschen Grund zu schließen, ist nicht sehr gastfreundlich.
+1für die Bearbeitung, danke! Ich verstehe noch nicht, wie Nickrollen und Gieren für eine Kamera definiert sind und wie man sie in Höhe und Azimut umwandelt, aber das bin nur ich; vielleicht jemand anderes wird.
Mir fehlt vielleicht etwas, aber wenn Sie das Rollen, Neigen und Gieren kennen, könnten Sie den Himmel nicht als Himmelskugel behandeln und drei Rotationstransformationen anwenden, um zu sehen, wie der Himmel mit 0 Rollen, Neigen und Gieren aussehen würde ? Haben Kameras wirklich "Gieren"? Ich dachte (könnte falsch sein), dass Gieren der Winkel zwischen der Richtung ist, in die ein Flugzeug fliegt, und der Richtung, in die die Vorderseite des Flugzeugs zeigt? Würde nicht auf ein nicht bewegliches Objekt zutreffen?
@uhoh Typischerweise sind RPY Euler-Winkel aus einem lokalen Navigationsreferenzrahmen, North East Down (NED). Ähnlich wie bei einem Flugzeug, aber bei Kameras ist die z-Richtung typischerweise nach vorne, X nach rechts heraus und y nach unten. barrycenter - Ich bin mir nicht sicher, ob es hilfreich sein wird zu wissen, wie der Himmel bei 0 RPY aussehen wird, aber ich bin an diesem Pfad interessiert! Ich hatte eine Art Triangulation (oder eigentlich eine Vektoraddition) erwartet, da ich zwei Vektoren kannte - den Erdmittelpunkt zu dem Stern, der der Bildmitte am nächsten liegt, und einen Vektor von der Kamera zu derselben, und den Vektor von der Mittelpunkt der Erde in die Kamera.
@Biaspoint wo zeigt 0 RPY, wenn ich sage "Ich richte meine Kamera nach vorne" Ist es Norden entlang des Horizonts? Wenn ja, wäre es großartig, das der Frage hinzuzufügen. Da dies jedoch in Astronomy SE gestellt wird, passt Ihre Frage möglicherweise besser, wenn Sie Azimut, Elevation und Feldrotation ( 1 , 2 ) verwenden, anstatt Antworten zu benötigen, um eine der sechs möglichen Euler-Winkelkonventionen anzusprechen .
@uhoh - danke, ich muss noch etwas rechnen! Ich glaube, dass 0 RPY horizontal nach Norden zeigt.

Antworten (1)

Das Bild wurde irgendwo in der Nähe von 30°22'02.0"N 75°00'35.7"E Bathinda, Punjab, Indien aufgenommen.

Beantwortung Ihrer Frage zur Zeit - wie sie in die Sehminderung eingeht: RA allein ist nicht sinnvoll. Es ist der Winkel zwischen der Ebene des Meridians eines himmlischen Ortes und der Ebene des Meridians des ersten Widderpunktes. Dieser Winkel ist mehr oder weniger festgelegt, aber der erste Punkt des Widders und sein Meridian ändern sich ständig und durchlaufen an einem Sterntag 360 Grad.

Annahmen: Die Tonhöhe ist die Höhe des Himmelsstandorts (seine Winkelentfernung über dem Horizont) und wird nicht für die Brechung korrigiert. Gieren ist das Azimut des Standorts, CW-Grad von Norden.

Allgemeine Methode: Wenn Sie die Zeit kennen, finden Sie den Greenwich-Stundenwinkel (GHA) des ersten Widderpunkts zu dieser Zeit, indem Sie zwischen den Stundenwerten in einem Almanach interpolieren. Das GHA des himmlischen Ortes ist das GHA des Widders minus RA. Die geografische Position (GP) eines Himmelsstandorts ist der Punkt auf der Erdoberfläche, an dem sich der Himmelsstandort im Zenit befindet. Der GP, den ich nach einigen Zahlen gefunden habe, war 3,56 Grad N, 72,655 Grad O. Es liegt mitten im Arabischen Meer. Dieser GP, der unbekannte Standort des Beobachters und der Nordpol bilden ein kugelförmiges Dreieck, das gelöst werden muss, um den Standort des Beobachters zu bestimmen. Zwei Seiten und ein Winkel sind bekannt: eine der Seiten ist 90 Grad minus Breitengrad des GP, die andere ist 90 Grad minus die beobachtete Höhe des Himmelsstandorts. Der Winkel ist 360 Grad minus Azimut des Standorts. Es ist eines dieser unangenehmen sphärischen Dreiecke, bei denen der Winkel nicht der eingeschlossene Winkel zwischen den Seiten ist. Es wird gelöst, indem zuerst das Sinusgesetz verwendet wird, um den Winkel am Pol zu finden, und dann Napiers Analogien verwendet wird, um die dritte Seite zu finden.

In diesem speziellen Fall befindet sich der Himmelsstandort GP fast direkt südlich des Beobachters, daher gibt es eine Möglichkeit, eine einfache Schätzung vorzunehmen. Der Beobachter befindet sich etwa 26,9° nördlich des GP, etwas weniger als 30,46° N und etwas östlich des GP 72,65 E.

Ich habe noch ein paar Dinge zu sagen, falls es jemanden interessiert. Ich würde mich über eine Überprüfung meiner Nummern freuen. Es ist sehr leicht, einen Fehler zu machen, weshalb Sehschwächen in der Vor-GPS-Ära von zwei Personen unabhängig voneinander durchgeführt wurden, die ihre Ergebnisse verglichen. Eine unbeabsichtigte Erdung kann Ihren ganzen Tag ruinieren.

@ Mike G: danke. Ich wartete darauf, dass jemand Interesse zeigte.
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