現(xiàn)代空間技術(shù)導(dǎo)論參考資料

1、 參考資料1 課程內(nèi)容與性質(zhì) 課程內(nèi)容與性質(zhì) 什么叫作空間信息技術(shù)？實際上，這個在國際上也沒有一個完整的定義?，F(xiàn)在我們 什么叫作空間信息技術(shù)？實際上，這個在國際上也沒有一個完整的定義。現(xiàn)在我們國家用得比較多的，在我們這里往往又稱為地理空間信息技術(shù)，從技術(shù)層面上來看，它是 國家用得比較多的，在我們這里往往又稱為地理空間信息技術(shù)，從技術(shù)層面上來看，它是遙感（ 遙感（RS RS） 、地理信息系統(tǒng)（ 、地理信息系統(tǒng)（GIS GIS） 、衛(wèi)星

2、全球定位系統(tǒng)（ 、衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)（GPS GPS）與通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜 ）與通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜合集成，將空間對地觀測信息的獲取、處理、分析、應(yīng)用結(jié)為一體的信息技術(shù)體系。從目 合集成，將空間對地觀測信息的獲取、處理、分析、應(yīng)用結(jié)為一體的信息技術(shù)體系。從目標(biāo)層面來看，整個空間信息技術(shù)的主要目標(biāo)是研究并支持社會可持續(xù)發(fā)展。我們指的社會 標(biāo)層面來看，整個空間信息技術(shù)的主要目標(biāo)是研究并支持社會可持續(xù)發(fā)展。我們指的社會經(jīng)濟文化的可持續(xù)發(fā)展

3、，體現(xiàn)了資源環(huán)境人口的和諧與協(xié)調(diào)，特別是在當(dāng)前人類面臨著嚴(yán) 經(jīng)濟文化的可持續(xù)發(fā)展，體現(xiàn)了資源環(huán)境人口的和諧與協(xié)調(diào)，特別是在當(dāng)前人類面臨著嚴(yán)重的資源虧缺、環(huán)境惡化、人口劇增，災(zāi)害頻繁等問題下，隨著它的社會功能的不斷完善 重的資源虧缺、環(huán)境惡化、人口劇增，災(zāi)害頻繁等問題下，隨著它的社會功能的不斷完善和提高，支持社會可持續(xù)發(fā)展的能力也就越強。 和提高，支持社會可持續(xù)發(fā)展的能力也就越強。在本課程內(nèi)，空間信息技術(shù)涵蓋：宇宙空間的觀測技術(shù)與分析方法

4、、地球表層空間 在本課程內(nèi)，空間信息技術(shù)涵蓋：宇宙空間的觀測技術(shù)與分析方法、地球表層空間觀測的技術(shù)與分析、空間信息管理處理與數(shù)據(jù)挖掘方法等幾方面的內(nèi)容。課程主要介紹當(dāng) 觀測的技術(shù)與分析、空間信息管理處理與數(shù)據(jù)挖掘方法等幾方面的內(nèi)容。課程主要介紹當(dāng)前宇宙觀測、對地觀測的技術(shù)裝備、觀測手段，討論空間信息數(shù)據(jù)的處理技術(shù)、討論空間 前宇宙觀測、對地觀測的技術(shù)裝備、觀測手段，討論空間信息數(shù)據(jù)的處理技術(shù)、討論空間信息的分析和應(yīng)用領(lǐng)域，介紹當(dāng)前主要空

5、間信息解決的基礎(chǔ)理論問題和全球性問題。 信息的分析和應(yīng)用領(lǐng)域，介紹當(dāng)前主要空間信息解決的基礎(chǔ)理論問題和全球性問題。 2 學(xué)科特點 學(xué)科特點空間信息技術(shù)涉及宇宙學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、大氣、海洋科學(xué)學(xué)科。 空間信息技術(shù)涉及宇宙學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、大氣、海洋科學(xué)學(xué)科。 空間信息技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域：認(rèn)知人類生存發(fā)展的外部環(huán)境（宇宙）和內(nèi)部環(huán)境 空間信息技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域：認(rèn)知人類生存發(fā)展的外部環(huán)境（宇宙）和內(nèi)部環(huán)境（地表） （地表） 、空間信息管

6、理方法為探索人類與自然的環(huán)境的關(guān)系、經(jīng)濟社會發(fā)展的全球性問題 、空間信息管理方法為探索人類與自然的環(huán)境的關(guān)系、經(jīng)濟社會發(fā)展的全球性問題提供了技術(shù)手段；為各類重大自然災(zāi)害提供及時準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對資源和環(huán)境變化進(jìn)行 提供了技術(shù)手段；為各類重大自然災(zāi)害提供及時準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對資源和環(huán)境變化進(jìn)行鑒測、預(yù)測和評估等。 鑒測、預(yù)測和評估等。 3 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 系統(tǒng)地了解當(dāng)前空間科學(xué)的基本理論和主要工作方法，了解空間信息技術(shù)

7、在現(xiàn)代文 系統(tǒng)地了解當(dāng)前空間科學(xué)的基本理論和主要工作方法，了解空間信息技術(shù)在現(xiàn)代文明中的重要地位：了解宇宙探測的基本方法，掌握地表空間信息獲取、管理與應(yīng)用的基本 明中的重要地位：了解宇宙探測的基本方法，掌握地表空間信息獲取、管理與應(yīng)用的基本原理。 原理。 樹立系統(tǒng)的空間觀、宇宙觀、全球觀，能夠從地理空間關(guān)系上來理解全球均衡問 樹立系統(tǒng)的空間觀、宇宙觀、全球觀，能夠從地理空間關(guān)系上來理解全球均衡問題、具有初步的空間分析能力。掌握地理空間

8、信息在經(jīng)濟、社會建設(shè)中的基本應(yīng)用于分析 題、具有初步的空間分析能力。掌握地理空間信息在經(jīng)濟、社會建設(shè)中的基本應(yīng)用于分析方法。 方法。http://user.qzone.qq.com//infocenter#!app=2&via=QZ.HashRefresh&pos= http://user.qzone.qq.com//infocenter#!app=2&via=QZ.HashRefresh&pos=第一部

9、分 第一部分 宇宙觀測與恒星演化 宇宙觀測與恒星演化一、天體測量方法 一、天體測量方法 人類一直想了解天體的物理、化學(xué)性狀。這種愿望只有在光譜分析應(yīng)用于天文后才成為可能并由此而導(dǎo)致了天體物理學(xué)的誕生和發(fā)展。通過光譜分析可以：(1)確定天體的化學(xué)組成；(2)確定恒星的溫度；(3)確定恒星的壓力；(4)測定恒星的磁場；(5)確定天體的視向速度和自轉(zhuǎn)等等。 1 天體距離 天體距離人們總希望知道天體離我們有多遠(yuǎn)，天體距離的測量也一直是天文學(xué)

10、家們的任務(wù)。不同遠(yuǎn)近的天體可以采不同的測量方法。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測定天體距離的手段也越來越期”。在恒星世界里，凡跟造父一有相同變化的變星，統(tǒng)稱“造父變星”。 1912 年美國一位女天文學(xué)家勒維特（Leavitt 1868--1921）研究小麥哲倫星系內(nèi)的造父變星的星等與光變周期時發(fā)現(xiàn)：光變周期越長的恒星，其亮度就越大。這就是對后來測定恒星距離很有用的“周光關(guān)系”。目前在銀河系內(nèi)共發(fā)現(xiàn)了 700 多顆造父變星。許多河外星系的距離都是靠

11、這個量天尺測量的。 (4)譜線紅移測距法 20 世紀(jì)初，光譜研究發(fā)現(xiàn)幾乎所有星系的都有紅移現(xiàn)象。所謂紅移是指觀測到的譜線的波長(l)比相應(yīng)的實驗室測知的譜線的波長(l0)要長，而在光譜中紅光的波長較長，因而把譜線向波長較長的方向的移動叫做光譜的紅移，z=(l-l0)/ l0。1929 年哈勃用 2.5 米大型望遠(yuǎn)鏡觀測到更多的河外星系，又發(fā)現(xiàn)星系距我們越遠(yuǎn)，其譜線紅移量越大。 譜線紅移的流行解釋是大爆炸宇宙學(xué)說。哈勃指出天體紅移與距離有

12、關(guān)：Z = H*d /c，這就是著名的哈勃定律，式中 Z 為紅移量；c 為光速；d 為距離；H 為哈勃常數(shù)，其值為50～80 千米/(秒·兆秒差距)。根據(jù)這個定律，只要測出河外星系譜線的紅移量 Z，便可算出星系的距離 D。用譜線紅移法可以測定遠(yuǎn)達(dá)百億光年計的距離。2 天體質(zhì)量 天體質(zhì)量質(zhì)量是恒星最重要的物理參量之一，也是恒星結(jié)構(gòu)和恒星演化（見恒星的形成和演化）的決定性因素。求恒星質(zhì)量最基本的方法是利用物理雙星的軌道運動。用這種

13、方法所求得的質(zhì)量稱為動力學(xué)質(zhì)量。方法一：① 如目視雙星有可靠的視差，則可應(yīng)用開普勒第三定律，由軌道半長軸的真長度和軌道周期算出兩子星的質(zhì)量和，再由兩子星離公共質(zhì)心距離的比值得知兩子星的質(zhì)量比，進(jìn)而求出每一子星的質(zhì)量。例如，用這種方法求得的天狼甲、乙兩星的質(zhì)量分別為2.143 和 1.053 太陽質(zhì)量。② 如雙譜分光雙星已得分光解，而這對雙星又是食雙星并已知其測光解中的軌道傾角，就可求得兩子星的質(zhì)量。用此方法求得的食雙星大陵五甲、乙兩星的

14、質(zhì)量分別為 3.7 和 0.81 太陽質(zhì)量。③如雙譜分光雙星已得分光解，而這對雙星又是干涉雙星并已知其軌道傾角，便可求得兩子星的質(zhì)量。用此方法求得的角宿一甲、乙兩星的質(zhì)量分別為 10.9 和 6.8 太陽質(zhì)量。④雙譜分光雙星分光解加上由偏振觀測所得軌道傾角也可得出兩子星的質(zhì)量,例如,Plaskett 星(HD47129=HR2422，麒麟座中的一個 6 等星）的質(zhì)量就是這樣推算出來的。方法二：求恒星質(zhì)量的其他方法主要還有：利用已知半徑的

15、白矮星的引力紅移量求白矮星的質(zhì)量；根據(jù)真半徑和表面重力加速度推算恒星的質(zhì)量（即分光質(zhì)量或稱大氣質(zhì)量） ；根據(jù)恒星的質(zhì)量和光度的統(tǒng)計關(guān)系（質(zhì)光關(guān)系） ，從光度估計質(zhì)量；利用恒星在赫羅圖上的理論演化軌跡估計恒星質(zhì)量（稱為“演化質(zhì)量” ） ；對已知真半徑的脈動變星，可以由脈動周期估算平均密度，從而得出質(zhì)量（稱為“脈動質(zhì)量” ） 。但這些方法都不如動力學(xué)質(zhì)量方法可靠。更多信息許多恒星的質(zhì)量數(shù)據(jù)至今還很不可靠或精度甚低，這包括大角、老人、織女一、

16、河鼓二、參宿四、心宿二等亮星。要編出規(guī)模可觀的精確的恒星質(zhì)量表還需要做很多工作。 恒星質(zhì)量的范圍大約是在百分之幾個太陽質(zhì)量（如某些紅矮星,特別是物理雙星的子星）到120 個太陽質(zhì)量之間,有時可能更大，但大多數(shù)恒星的質(zhì)量在 0.1～10 個太陽質(zhì)量之間。1978～1979 年有人綜合 X 射線雙星的資料得出其中中子星平均質(zhì)量為 1.6±0.3 太陽質(zhì)量。恒星的質(zhì)量范圍比光度和直徑范圍小得多。3 其他恒星參數(shù) 其他恒星參數(shù)恒星