用于盖亚天体测量核心解的共轭梯度算法

Alex Bombrun; Lennart Lindegren; David Hobbs; Berry Holl; Uwe Lammers; Ulrich Bastian

doi:10.1051/0004-6361/201117904

用于盖亚天体测量核心解的共轭梯度算法

天体物理仪器与方法 2011-12-20 v1

作者: Alex Bombrun , Lennart Lindegren , David Hobbs , Berry Holl , Uwe Lammers , Ulrich Bastian

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摘要

欧洲空间局(ESA)的天体测量空间任务盖亚(Gaia)计划于2013年发射,其设计目标是在全球尺度上以微角秒精度进行角度测量。盖亚数据处理的一个关键组成部分是天体测量核心解,它必须实现一种高效且精确的数值算法来求解由此产生的超大型最小二乘问题。天体测量全局迭代解(AGIS)是一个框架,允许实现一系列适用于扫描式天体测量卫星的不同迭代求解方案。为了找到一种计算高效且数值精确、与AGIS框架兼容的天体测量迭代方案,我们研究了对经典共轭梯度(CG)算法的一种改编,并将其与所谓的简单迭代(SI)方案进行比较。已知SI方案对于该问题是收敛的,但收敛速度非常慢。不同的方案在AGIS的软件测试平台AGISLab中实现,该平台允许定义、模拟和研究缩比的天体测量核心解。在AGISLab中成功测试后,CG方案也在AGIS中实现。两种算法CG和SI最终收敛到相同的解,误差在数值噪声范围内(约0.00001微角秒)。这些解与起始值(初始星表)无关,我们得出结论,它们等价于对天体测量参数的严格最小二乘估计。在测试案例中,CG方案的收敛速度比SI方案快达四倍,特别是空间相关的截断误差在CG方案下得到了更有效的抑制。

关键词

盖亚天体测量核心解共轭梯度算法最小二乘问题天体测量全局迭代解简单迭代方案收敛速度

引用

@article{arxiv.1112.4165,
  title  = {A conjugate gradient algorithm for the astrometric core solution of Gaia},
  author = {Alex Bombrun and Lennart Lindegren and David Hobbs and Berry Holl and Uwe Lammers and Ulrich Bastian},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1112.4165},
  year   = {2011}
}

备注

24 pages, 16 figures. Accepted for publication in Astronomy & Astrophysics

用于盖亚天体测量核心解的共轭梯度算法

摘要

关键词

引用

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