未必孤独网 > 目前可以测量的最小的角度是多少?

目前可以测量的最小的角度是多少?

【reuskkk的回答(44票)】:

角度测量的一个典型应用:定位。

角度测量加上距离测量,遥远目标在以观察者(或其他参考点)为原点的坐标就确定了。

定位的两个重要应用:导航定位、天体测量。

导航定位是给地面目标、近地空间目标提供位置和时间基准,其中位置基准就是定位。

天体测量中重要任务之一是测量遥远天体的距离和方位。

导航定位都很熟悉了,是生活场景,不再赘述。天体测量中的定位,举个栗子,太阳系的行星貌似绕着太阳转,太阳貌似静止,而实际上大家都绕着太阳系质心转。而太阳系的多体又不是铁板一块,所有行星不是绑在一起的一个质点,所以太阳的近似周期运转中有高阶扰动成分。比如木星造成的扰动、土星造成的扰动、地球的扰动,等等,这些成分在外星人看来,与太阳到木星(土星、地球)距离成正比,与木星(土星、地球)质量成正比,与太阳质量成反比,于是使用频域方法依次求解这些成分,可以解算出太阳系各个大行星的质量和轨道,前提是太阳的位置能精确测量、太阳质量和距离已知(比如,太阳有幅度为500公里的周期性位移,是地球扰动造成的)。这个就叫做天体摄动法(就是mas-哦不perturbation,微扰法嘛),基础就是精确定位、精确天体测量。一句话,找遥远的类地行星可以靠找到并精确定位类太阳恒星实现!

GNSS(Global Navigation Satellite System)例如GPS、北斗,测角、测距通吃。原理是测量时间延迟。

天文上有一类观察活动叫做“天体测量”(Astrometry),其中重要的一项工作是对天体目标定位、定距离。而天文上精确的、系统性的测距,也是依靠测量角度(三角视差法,Parallax)完成的,可见测角在天文上也是重要任务。天文上精确测量角度,大体上有两套方案,一套是射电波段的VLBI,甚长基线干涉仪(Very Long Baseline Interferometer),另一套是光学成像。

目前,VLBI的角度分辨一般更好。VLBI的原理也是测量目标发出的有限带宽信号到达不同基站的时间延迟,加上基站在地球坐标系(题外话,不要小瞧了地球坐标系,这也是天文学的重要贡献,我们以前谈论地球坐标系时,实际上是在鸡同鸭讲;我们基于天文学谈论地球坐标系时,才有了基本法)位置已知,那么就可以计算出目标在地球坐标系中坐标的角度分量(比如经度、纬度;比如本地的方位角、高度角;比如天球的赤经、赤纬;取决于基本面和子午环了,坐标变换,简单得很)。所以在一些重要的空间任务时,例如火星车、嫦娥、深空探测等等,也会临时抽调VLBI来进行导航定位。

2015年底听上海天文台的专家介绍,我国目前民用VLBI测量时间延迟的分辨率可以达到纳秒,也就是十亿分之一秒钟,而我国最远的两个基站是上海站和乌鲁木齐站,距离是三千多公里,所以能分辨的最小角度也就是百分之一角秒,或10mas(毫角秒),这相当于从500公里高度的近地球轨道,分辨地面上5cm的距离,或者从上海定位一个点从北京西站南广场公交站一辆公交车牌上一只蚂蚁从第一个字爬到第二个字,当然如果这只蚂蚁很亮(Excited!)。而且VLBI还可以使用同波束技术,进一步提高时间延迟分辨能力,貌似能达到皮秒精度,进而实现更高的角度分辨能力(对应微角秒)。这个领域发展很快,军民融合,所以我以为我以为的不一定就真的是我以为的那样的。

光学成像方面,目前已经运行的Gaia科学卫星,欧空局建造,依靠1.45米的大口径,和10亿像素的相机,设计实现20个微角秒(几亿分之一度)的定位精度,今年夏天要发布初期数据了。20个微角秒什么概念?从上海,定位北京那只非常亮的蚂蚁抬了抬腿,还没迈完一步(1毫米以内)。这个领域的血系是依巴谷(Hipparcos)到盖亚(Gaia,顺便吐槽下Gaia,已经不用光干涉了,但居然还是保留了名字里的I,I for interferometry,真是够了),没有哈勃什么事。

美国深空网(Deep Space Network, DSN for short)是用来支持各种深空探测任务定位导航需求的射电阵列,精度更高,懒的查了,待专家补充。

总结一下,GNSS范围广、全天候,给地面上和近地空间很多客户同时提供定位服务,但精度差些;VLBI高精尖,但一般一次只能支持一个任务;天体测量卫星专门测遥远天体目标的位置的。

最后,我认为上述导航和天体测量领域的定位需求就代表和体现了人类工程领域能实现的最高角度测量灵敏度,或者最高角分辨能力。原因有二:一、这两项需求是如此之重要,所以一旦有更高大上的技术,肯定要想尽办法拿过来用了。二、这两项需求的目标是如此之遥远(半径如此之大),要实现高精度定位,必先实现超高精度测角。所以目前角度测量的极限,我认为是十微角秒或微角秒量级。

最后的最后,我以为我们讨论的角度应该是真实存在的角度,有实际意义的角度,直接测量的角度,而不是假想的角度,没实际意义的角度,导出的角度。不然,小明拍拍脑袋定义一个“日丁角”,即从太阳出发分别到丁丁头和丁丁根的两条射线的夹角,小明又随手掏出一把卷尺量了个长度,岂不是就实现了纳角秒(十亿分之一角秒、万亿分之一度)的角度测量灵敏度(无奖竞猜:小明是哪国人?)!?大污、掩面遁了……

【李研的回答(1票)】:

大地測量儀器,成熟量產商品,使用的角度編碼器精度0.07",輸出結果符合國家標準的溯源精度是0.5"。

新闻聚焦
热门推荐
  • 低俗靡乱!喜宴竟充斥惊艳脱衣舞表演

    中新网12月7日电 据台湾《联合报》报道,桃园县内喜宴、庙会、社团、晚会充斥钢管、清凉秀、脱衣舞,县议员舒翠玲以自己参加的场合为证,当场看见辣妹和客人磨蹭,甚至指导单位是“桃园县政府”、“公所”的活动也如......

    01-13 来源:未知

    分享
  • 《我是特种兵之霹雳火》崔华盾扮演者张进个人资料及照

    《我是特种兵之霹雳火》崔华盾扮演者 本篇电视资讯由未必孤独网(www.vbgudu.com)独家整理,如有转载请注明出处。 曾经同是“特警小虎队”一员的李飞和张进这次将重新在《霹雳火》中集结,并且再度并肩作战。 由李......

    01-13 来源:未知

    分享
  • 郎永淳老婆吴萍患肿瘤赴美疗养 郎永淳近况

    郎永淳温馨全家福 央视新闻主播郎永淳虽然在电视上天天与观众见面,因播报新闻成了公众人物,并拥有了很多的粉丝。但生活中的郎永淳却十分很低调,不仅从未谈及过自己的私生活,就连他的另一半及孩子也未被曝光过。......

    01-13 来源:未知

    分享
  • 《我是特种兵之霹雳火》王星扮演者李飞个人资料及照片

    《我是特种兵之霹雳火》王星扮演者李飞 本篇电视资讯由未必孤独网(www.vbgudu.com)独家整理,如有转载请注明出处。 《我是特种兵之霹雳火》作为刘猛导演特种兵系列的第四部作品,自筹划以来就备受网友关注。承继着......

    01-13 来源:未知

    分享
  • 梦鸽:为孩子做什么都不为过 李案会造成世界影响

    梦鸽(资料图) 李某某等涉嫌强奸案从2月份发酵至今,持续半年,热度不减。作为被告李某某的监护人,梦鸽放下红色明星、部队歌唱家的尊严,发布声明、反诉、上访,走进长枪短炮的包围圈,代替独子站在第一线。 为了......

    01-13 来源:未知

    分享
  • 雷!彪悍美女竟在大街上做超不雅动作

    ......

    01-13 来源:未知

    分享
  • 孙俪微博拍卖老公邓超的爱裤,邓超与孙俪感情好不好

    今天我们来盘点一下娱乐圈的模范夫妻。孙俪和邓超是娱乐圈有名的模范夫妻,两人相爱至今都没有穿过其他的绯闻,而在邓超走向逗比之路的过程中,娘娘孙俪也开始受到影响,近日邓超在网上晒了一张与孙俪的另类合影,网......

    01-12 来源:

    分享
  • 巩俐与孙红雷谈过恋爱吗?巩俐孙红雷主演的电影是哪部

    从绯闻女友巩俐、左小青,到王骏迪,孙红雷绯闻伴随走红。在《窈窕绅士》发布会上,孙红雷大晒幸福,并直言,“我现在还不会和女友公开亮相,以免被人说我在炒作。”被问及是否有意结婚,他说,“谈婚论嫁对我来说不......

    01-12 来源:

    分享
  • 曝盛一伦喜欢骂人成瘾,盛一伦同性恋是真的吗?

    子妃升职记不仅火啦张天爱,也让男主盛一伦踏进拉娱乐圈。盛一伦被曝骂人成瘾 骂人聊天记录图片,近日,盛一伦将东家乐漾影视诉至法院,索片酬1051.5万元,朝阳法院已受理此案。12月12日,盛一伦发长文回应解约风波称......

    01-12 来源:

    分享
  • 北京学生卡坐地铁打折吗?北京现在有几条地铁?

    北京的物价使出拉名的贵,许多北漂为啦省钱想尽办法。近日,在北京部分地铁站周边,出现贩卖“”的卡贩子,100元就能办一张大,还送学生证。新京报记者探访发现,从卡贩子手中购得的,能顺利充值并可享受2.5折优惠。......

    01-12 来源:

    分享
返回列表