基于 Gaia 的木星相对论实验的差分天体测量框架

我们采用差分天体测量方法，利用 Gaia 于 2017 年 2 月对一颗靠近木星边缘的亮星进行的高频次模拟观测，建立一个在短时间尺度上稳定达到微角秒（$\mu$as）水平的小视场参考系，作为木星四极矩相对论实验的一部分。通过将场角适当变换到小视场切平面，并对若干重叠帧进行最小二乘拟合，以估计板校准和几何校准参数（使用位于目标星约 $\sim$0.5 度范围内的数十颗参考星，并假定恒星自行和视差的完美已知），我们沿扫描方向实现了亚 $\mu$as 级精度。此外，我们研究了未建模天体测量参数对残差的影响，发现自行比未建模视差的影响更强。例如，未建模的 Gaia DR2 自行引入的额外残差约为 $\sim$23$\mu$as（AL）和 69$\mu$as（AC），而未建模视差引起的约为 $\sim$5$\mu$as（AL）和 17$\mu$as（AC）。另一方面，假定自行存在如 Gaia DR2 那样的星表误差，对稳定性的影响极小，在沿扫描和跨扫描方向上分别引入亚 $\mu$as 和 $\mu$as 级残差。最后，卫星速度分量知识粗略（具有 10$\mu$as 的时变误差）可将残差大小扩大至约 0.2 mas。