天文参考系 | 南大天体测量课题组

“天体测量、天文参考系与地球自转——微角秒时代的新挑战”暑期学校暨学术研讨会

Sun, 23 Aug 2026 00:00:00 +0800

2026年8月23日至29日，由课题组组织的“天体测量、天文参考系与地球自转——微角秒时代的新挑战”暑期学校暨学术研讨会在南京举行。

本次活动由南京大学天文与空间科学学院主办，得到中国天文学会天体测量专业委员会和江苏省天文学会支持。来自中国科学院紫金山天文台、上海天文台、云南天文台、国家授时中心、国家天文台以及南京大学、暨南大学、云南大学、北京大学、北京师范大学等高校和科研院所的百余名专家学者、青年科研人员和研究生参会。

会议背景与议题

随着Gaia空间天体测量任务、甚长基线干涉测量（VLBI）和激光测距等观测技术的发展，微角秒精度观测对天文参考系的构建与维持、理论模型和数据处理方法提出了更高要求。

本次活动采用“暑期学校＋学术研讨会”的形式，将基础培训与前沿研究交流相结合，主要议题包括：

高精度天体测量。
天球参考系与参考架。
地球自转模型与地球定向参数。
时间尺度。
太阳系历表。
基本天文学应用。

暑期学校

8月24日至26日，为期三天的暑期学校围绕天体测量、天文参考系与地球自转研究的基本理论、观测技术和数据处理方法展开。

来自相关高校和科研院所的专家开展专题授课，并指导学员进行实践训练。课程将理论模型与实际观测、计算和科学应用相联系，帮助学生和青年学者系统了解研究方法，并通过课堂讨论与实践交流加深理解。

学术研讨会

8月27日上午，学术研讨会正式开幕。开幕式由刘佳成老师主持，南京大学天文与空间科学学院院长李向东教授、中国科学院上海天文台台长孔大力研究员、中国科学院云南天文台副台长李语强研究员分别致辞。

开幕式上，与会师生向南京大学天文与空间科学学院荣休教师朱紫老师献花，感谢其长期以来在天体测量学科建设、人才培养和学术交流中的贡献。

为期两天的学术研讨围绕三个专题展开：

地月系统与空间动力学。
VLBI、射电观测与天球参考架。
空间探测、星表与高精度天体测量。

会议将系统课程、实践训练与学术报告相结合，为青年学生了解学科前沿、交流研究方法提供了平台，也加强了国内相关高校和科研院所之间的联系与合作。

会议资源

本页根据会议介绍及新闻报道整理，原报道图文：徐琳。

An infrared celestial reference frame realized by the CatWISE2020 catalog

Mon, 01 Dec 2025 00:00:00 +0000

将天球参考架拓展至红外波段

国际天球参考系目前主要在射电和光学波段实现。建立红外天球参考架，可以拓展其波段覆盖，并为银道面、银心等受星际消光影响较强的区域提供参考。

本研究将CatWISE2020与Gaia DR3进行交叉匹配，获得约4.04亿个共同源，其中包括约138万个Gaia-CRF3类星体。我们采用矢量球谐函数分析共同源的位置和自行差异，并分别研究恒星与河外源所构成参考架的性质。

主要结果

大尺度系统偏差： 对恒星样本，CatWISE2020相对于Gaia DR3的位置旋转和区域误差幅度分别约为6.6和6.9 mas，全局自转和偶极自行幅度分别约为1.9和$2.7,\mathrm{mas,yr^{-1}}$。
内部参考架差异： CatWISE2020中的恒星参考架与河外源参考架存在差异，位置差异约为6 mas，自行差异约为$1,\mathrm{mas,yr^{-1}}$。
星等相关系统误差： 系统偏差随星等显著变化，表明单一的整体改正不能完整描述星表中的系统差异；未发现显著的颜色依赖。
形式误差低估： 星表给出的位置形式误差存在低估，低估因子约为1.5–2.5。

页面附图展示了位置和自行偏差的全天分布。将全天划分为192个等面积天区并计算各天区内的平均偏差后，可以看到具有空间连续性的矢量分布，表明CatWISE2020与Gaia的连接需要考虑大尺度系统误差。

研究意义

在改正相对于Gaia的系统偏差后，CatWISE2020可作为ICRS在红外波段的一种实现。与AllWISE相比，它提供了更深、更稠密的参考网格，以及精度更高的自行数据。不过，整体改正仍不能消除所有依赖于巡天分块的系统误差，而相对较大的自行形式误差也限制了参考架的长期稳定性。进一步提高红外参考架精度，需要更精细的定标，以及未来更高精度的红外天体测量观测。

Evaluate the ICRF3 Axes' Stability via Extragalactic Source Position Time Series

Sun, 01 Jan 2023 00:00:00 +0000

评估ICRF3坐标轴的稳定性

河外射电源的内禀结构演化会引起视位置变化，进而影响由这些源定义的天球参考架的轴指向。因此，需要持续监测单个源的天体测量行为及天球参考架整体的坐标轴稳定性。

本研究使用1979年11月至2021年12月期间的7146个VLBI观测时段，对此前的ICRF3稳定性研究进行更新。通过Calc/Solve软件处理观测数据，获得6032个河外源的位置时间序列，其中包含全部303个ICRF3定义源。

我们从两个方面评估ICRF3坐标轴的稳定性：

长期旋转： 从位置时间序列估计源的视自行，采用一阶矢量球谐函数拟合视自行场，确定参考架的整体旋转速率。
轴指向年度变化： 在一年时间窗口内对源位置求平均，构建ICRF3的年度实现，并通过其轴指向偏差评估参考架的时间稳定性。

此外，我们分别将射电源划分为4、8、12、16和20个子集，通过各子集对应的独立整体解算获取位置时间序列，检验分组方案对稳定性评估的影响。

主要结果

不同解算一致表明，在完整观测时间跨度内，ICRF3坐标轴的稳定性约为10–20微角秒。近期观测区间的年度轴指向偏差加权均方根低于10微角秒，未显示正式采用ICRF3后出现轴指向稳定性下降的迹象。不同分组解算之间的一致性也表明，常用的四步解算方法能够有效地支持本研究中的参考架稳定性评估。

数据与代码

用于复现分析的源位置时间序列和Jupyter笔记本已在公开代码仓库提供。

Is there an interest in bringing Gaia-CRF into VLBI data reduction?

Tue, 01 Sep 2020 00:00:00 +0000

在VLBI分析中引入光学参考架

VLBI和Gaia分别在射电与光学波段实现天球参考架。两者不同的观测几何，为探索利用光学参考架约束射电参考架的大尺度系统误差提供了可能。

本研究尝试将Gaia-CRF2作为VLBI数据处理中的天球参考基准，考察先验源位置及约束方式对天球参考架、地球定向参数和地球参考架解算结果的影响。

研究采用1979—2019年的S/X波段VLBI观测，并选取ICRF3定义源与Gaia DR2中ICRF3原型子集共有的250个源。

通过组合两种先验星表和两种定义源位置处理方式，构建四组VLBI全局解：

解算方案	先验位置	定义源位置处理
A	Gaia DR2	参与估计
B	ICRF3 S/X	参与估计
C	Gaia DR2	固定
D	ICRF3 S/X	固定

对于定义源位置参与估计的方案，采用无净旋转约束维持相对于先验参考架的轴向。

主要结果

定义源位置参与估计时，更换先验星表主要改变参考架轴向。 A、B两组解之间的差异主要表现为整体旋转，未发现显著的区域误差项，两者的时延拟合后均方根均为26.37 ps。
地球定向参数反映了参考架旋转的影响。 A、B两组解之间的UT1偏差约为$2,\mu\mathrm{s}$，天极坐标$\mathrm{d}X$和$\mathrm{d}Y$的偏差分别约为$80,\mu\mathrm{as}$和$60,\mu\mathrm{as}$。
固定定义源位置还会影响参考架的偶极形变。 与固定为ICRF3位置相比，固定为Gaia DR2位置可减小相对于Gaia的Y、Z方向形变分量，但X方向分量增大。
固定为Gaia DR2位置会降低对VLBI观测的拟合质量。 时延拟合后均方根增至28.03 ps，而固定为ICRF3位置时为26.44 ps。
地球参考架受到的影响较小。 A、B两组解的测站位置差异小于0.1 mm；C、D两组解的位置差异约为0.5 mm，速度差异约为$0.1,\mathrm{mm,yr^{-1}}$。

研究意义与局限

这一实验表明，当源位置仍参与估计时，仅更换先验星表并不能消除区域系统误差。采用更强的Gaia位置约束，可以改善射电参考架的大尺度形变，但也可能降低对VLBI观测的拟合质量。

这些初步结果尚不能证明Gaia-CRF2是更优的参考基准，不过其潜在优势取决于光学位置的精度、系统误差以及射电与光学位置偏差。论文因此提出，需要利用后续Gaia数据发布重新检验这一方案。

会议文集信息

本文收录于Journées 2019会议文集 Astrometry, Earth Rotation, and Reference Systems in the GAIA era，由Christian Bizouard主编，2020年出版，页码为9–14。页面上方的PDF链接指向整本文集。