¿Cómo calcular la posición local, sabiendo el RA y Dec del centro de una imagen, RPY de la cámara y la hora precisa?

Dada una imagen de estrellas, asuma que es posible identificar las estrellas y su Ascensión Recta (RA) y Declinación (Dec). Eligiendo uno cerca del centro de la imagen (o interpolando RA/Dec al centro) se conocería el "ángulo de puntería" efectivo de la cámara.

Con el RA/Dec de la cámara, más el Roll (R), Pitch (P) y Yaw (Y) de la cámara, y la hora precisa (TAI, UTC y/o UT1) se tomó la fotografía. ¿Cómo sería posible un cálculo de ubicación de dónde estaba la cámara en la Tierra cuando fue tomada (supongamos que es posible)?

Parece que sería una simple transformación de coordenadas, sin embargo, entender cómo el tiempo afecta el cálculo no está claro. No puedo encontrar un recurso simple de algoritmos para encontrar uno lo suficientemente cerca.

ETA: Roll, Pitch y Yaw se pueden encontrar de diferentes maneras... en mi caso actual, tomé una buena "suposición" inicial y luego tracé una superposición de estrellas basada en la perturbación de la primera suposición inicial hasta que las estrellas se superpusieron. bien sobre la imagen (por supuesto, ¡esto requería que supiera dónde se tomó la foto!) Sin embargo, también es posible saber R, P, Y basado en un vector de gravedad local y mecánica inercial (simplemente INU)... que es a donde me gustaría llegar eventualmente.

El RA y Dec se encuentran actualmente usando http://astrometry.net/ cargando la imagen que devolvieron meda-datos astrométricos.

Aquí hay un conjunto de números de ejemplo: R = 10.7 grados, P = 63.1 grados, Y = -174.8 grados

Tiempo = 2016, octubre, 1,0 h, 31 m, 28 s

Saltar segundos = 36 GPS-TAI

UT1-UTC = -0,28

Centro de la imagen (~vector señalador de la cámara)

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

Dec=3.56(3grados, 33' 24.95)

¿Cómo puede una cámara tener estos cinco definidos? (es decir, RA, Dec., Pitch, Roll y Yaw?) Creo que será útil proporcionar un ejemplo específico con números. También me pregunto si el azimut y la elevación podrían ser mejores, "Roll" proviene de "hacia dónde está el norte" en la imagen usando las estrellas identificadas que dan RA y Dec.
@usernumber la respuesta allí no responde a esta pregunta, por lo que no es un duplicado. Esta pregunta dice "Cómo calcular..." y no hay nada de eso allí. Esa pregunta dice "¿Es posible..." y la respuesta es "Sí, es posible", pero nada más. Ahora bien, si hubiera votado para cerrar porque requería una aclaración, habría sido un asunto diferente. Pero cerrar la primera pregunta de un nuevo usuario por el motivo equivocado no es ser muy hospitalario.
+1por la edición, gracias! Todavía no entiendo cómo se definen el cabeceo y la guiñada para una cámara y cómo convertirlos en altitud y azimut, pero así soy yo; tal vez alguien más lo hará.
Puede que me esté perdiendo algo, pero si conoces el balanceo, la inclinación y la guiñada, ¿no podrías tratar el cielo como una esfera celeste y aplicar tres transformaciones rotacionales para ver cómo se vería el cielo con 0 balanceo, inclinación y guiñada? ? Además, ¿las cámaras realmente tienen "guiñada"? Pensé (podría estar equivocado) que la guiñada era el ángulo entre la dirección en la que volaba un avión y la dirección en la que apuntaba el frente del avión. ¿No se aplicaría a un objeto que no se mueve?
@uhoh Por lo general, RPY son ángulos de Euler desde un marco de referencia de navegación local, North East Down (NED). Similar a un avión, pero para las cámaras, la dirección z suele ser hacia adelante, X hacia la derecha e y hacia abajo. barrycenter: no estoy seguro de que saber cómo se verá el cielo a 0 RPY ayudará, ¡pero me interesa ese camino! Estaba anticipando una especie de triangulación (o suma de vectores en realidad), conociendo 2 vectores: el centro de la tierra a la estrella más cercana al centro de la imagen y un vector de la cámara a la misma, y ​​resuelva para el vector de la centro de la tierra a la cámara.
@Biaspoint, ¿dónde apunta 0 RPY? Si digo "Apunto mi cámara hacia adelante", ¿está al norte a lo largo del horizonte? Si es así, sería genial volver a agregar eso a la pregunta. Sin embargo, dado que esto se pregunta en Astronomy SE, su pregunta podría encajar mejor si usa el acimut, la elevación y la rotación de campo ( 1 , 2 ) en lugar de requerir respuestas para abordar una de las seis posibles convenciones de ángulo de Euler .
@uhoh - ¡gracias, tengo algo de trabajo matemático que hacer! Creo que 0 RPY apunta al norte horizontalmente.

Respuestas (1)

La foto fue tomada en algún lugar cerca de 30°22'02.0"N 75°00'35.7"E Bathinda, Punjab, India.

Respondiendo a su pregunta sobre el tiempo: cómo entra en la reducción de la vista: RA, por sí solo, no es útil. Es el ángulo entre el plano del meridiano de un lugar celeste y el plano del meridiano del primer punto de Aries. Ese ángulo es más o menos fijo, pero el primer punto de Aries, y su meridiano, están cambiando continuamente, recorriendo 360 grados en un día sideral.

Suposiciones: el tono es la altitud de la ubicación celeste (su distancia angular sobre el horizonte), y no está corregido por refracción. Yaw es el acimut de la ubicación, grados CW desde el norte.

Método general: conociendo la hora, encuentre el ángulo horario de Greenwich (GHA) del primer punto de Aries en ese momento, interpolando entre valores horarios en un almanaque. El GHA de la ubicación celeste es el GHA de Aries menos RA. La posición geográfica (GP) de una ubicación celeste, es el punto en la superficie de la tierra donde la ubicación celeste está en el cenit. El GP que encontré después de algunos cálculos numéricos era 3,56 grados N, 72,655 grados E. Está en medio del Mar Arábigo. Ese GP, la ubicación desconocida del observador y el polo norte forman un triángulo esférico, que debe resolverse para fijar la ubicación del observador. Se conocen dos lados y un ángulo: uno de los lados mide 90 grados menos la latitud del GP, el otro mide 90 grados menos la altitud observada de la ubicación celeste. El ángulo es de 360 ​​grados menos el acimut de la ubicación. Es uno de esos incómodos triángulos esféricos donde el ángulo no es el ángulo incluido entre los lados. Se resuelve usando primero la ley de los senos para encontrar el ángulo en el polo y luego usando las analogías de Napier para encontrar el tercer lado.

En este caso particular, la ubicación celeste GP está casi al sur del observador, por lo que hay una manera de hacer una estimación simple. El observador está aproximadamente a 26,9 grados al norte del GP, un poco menos de 30,46 grados N y un poco al este del GP 72,65 E.

Tengo algunas cosas más que decir si alguien está interesado. Agradecería una verificación de mis números. Es muy fácil cometer un error, razón por la cual las reducciones de la vista en la era anterior al GPS fueron realizadas por dos personas de forma independiente que compararían sus resultados. Una puesta a tierra involuntaria puede arruinar todo tu día.

@Mike G: gracias. Estaba esperando que alguien mostrara algún interés.
¿Cómo calcular la posición local, sabiendo el RA y Dec del centro de una imagen, RPY de la cámara y la hora precisa?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v