python - 使用带天体的已识别恒星拟合 WCS 坐标解

Question

我有一个固定的全天空相机，想要适应 WCS 解决方案(将像素 x、y 映射到 alt、az)。如果我识别出几颗星，我就可以得到一个初步的解决方案

import numpy as np
from astropy.modeling import models, fitting
from astropy.modeling.projections import Sky2Pix_ZEA, AffineTransformation2D
from scipy.optimize import minimize    

# Stars of known x,y on chip and alt,az in sky.
star_obs = np.array([('Achernar', 3441.0, 2918.0, 49.947050461141515, 215.1280625253878),
                    ('Achernar', 3576.0, 3018.0, 43.715460044327585, 217.98734214492922),
                    ('Betelgeuse', 2123.0, 971.0, 43.319872170968644, 40.984431336638984),
                    ('Betelgeuse', 2330.0, 956.0, 47.122656796538564, 32.091831385823845),
                    ('Betelgeuse', 2677.0, 949.0, 51.30177229534061, 14.886238412655885),
                    ('Canopus', 2221.0, 2671.0, 55.59320568854928, 141.12216403321605)],
                    dtype=[('star_name', 'S10'), ('x', '<f8'), ('y', '<f8'),
                    ('alt', '<f8'), ('az', '<f8')])    

class sky2pix(object):
    def __init__(self, x, y, alt, az):
        projection = Sky2Pix_ZEA()
        self.affine = AffineTransformation2D()
        self.x = x
        self.y = y
        self.projx, self.projy = projection(az, alt)

    def __call__(self, x0):
        self.affine.translation.value = x0[0:2]
        self.affine.matrix.value = x0[2:]
        newx, newy = self.affine(self.projx, self.projy)
        residuals = np.sum((newx - self.x)**2 + (newy-self.y)**2)
        return residuals

fun = sky2pix(star_obs['x'], star_obs['y'], star_obs['alt'], star_obs['az'])
x0 = np.array([np.median(star_obs['x']), np.median(star_obs['y']), 1., 0., 0., 1.])
fit_result = minimize(fun, x0)

我想利用 astropy 制作复合模型的能力，只需说 proj_aff = Sky2Pix_ZEA + AffineTransformation2D 然后将其输入 astropy.modeling.fitting 例程，但我不能说明如何处理返回 2 个输出的 AffineTransformation2D。

Answer 1

目前，astropy.modeling 中的装配器都不能处理多个输出(我也遇到了这一限制)，但这在文档中并不清楚。此外，由于某些原因，模型 Sky2Pix_ZEA 和 AffineTransformation2D 目前具有属性 fittable=False。

我现在打开了一个 issue用于支持多个输出和 documented the limitation在此期间，但我不确定多久有人能够处理此问题(几乎可以肯定不会及时发布即将发布的 v2.0)。

请注意，可以通过对 Fitter 进行子类化来编写您自己的装配器，如前所述 here ，如果有兴趣的话。尽管有几层与统计函数和优化器的接口(interface)需要理解(从现有代码中)，一位同事只用了几十行就写了几个专门的。