天文RA和DEC到笛卡尔坐标，然后在2D图像FOV中绘图

问题描述

我想创建一个仿真图像，模拟相机https://www.theimagingsource.com/products/industrial-cameras/usb-2.0-monochrome/dmk41bu02h/和镜头https://en.ids-imaging.com/store/lens-ricoh-fl-hc1214-2m-12-mm-1-2.html的拍摄。

所以我的问题是：从Hipparcos目录（https://cdsarc.u-strasbg.fr/viz-bin/ReadMe/I/239?format=html&tex=true）中获得一个恒星数据，我可以获得RA和DEC，我想计算其对应的笛卡尔坐标，然后以某种方式转换此[x，y， z]坐标为[x，y]，所以我可以在图像中绘制它。

当然，观察者的位置应该在地球上，就像我用相机拍照一样。

我使用python作为语言对其进行编码，并使用opencv创建图像，但是任何其他语言和/或库都是有效的。

谢谢。

解决方法

我能够像下面这样将hip_main.dat目录加载到Table中：

>>> from astropy.table import Table
>>> t = Table.read('hip_main.dat',format='cds',readme='http://cdsarc.u-strasbg.fr/ftp/cats/aliases/H/Hipparcos/ReadMe')

（您也应该能够输入文件名的URL，但是由于某些原因对我不起作用，但是如果我首先手动将文件下载到本地目录中，它确实可以工作-问题似乎是是因为将服务器上的原始文件压缩了，并且CDS阅读器被文件名中的.gz弄糊涂了。这在Astropy中很容易修复。）

它的坐标以hms / dms和度为单位。度数解析速度更快，因此我从中获得了SkyCoord。它会自动检测格式，以度为单位：

>>> coords = SkyCoord(ra=t['RAdeg'],dec=t['DEdeg'])                                                                                                                               
>>> coords                                                                                                                                                                         
<SkyCoord (ICRS): (ra,dec) in deg
    [(9.11850000e-04,1.08901332),(3.79737000e-03,-19.49883745),(5.00795000e-03,38.85928608),...,(3.59976057e+02,5.95663786),(3.59978239e+02,-64.3725722 ),(3.59978792e+02,-65.57707774)]>

它还可以从自述文件中正确检测到ICRS J1991.25。

例如，您可以获得像地球一样的观察者位置：

>>> from astropy.coordinates import EarthLocation                                                                                                                                  
>>> location = EarthLocation.of_site('greenwich')                                                                                                                                  
>>> location                                                                                                                                                                       
<EarthLocation (3980608.90246817,-102.47522911,4966861.27310068) m>

（我只是在这里使用一个已知位置，但是您可以在地球上的任何位置放置坐标）。

然后，如果需要，您可以创建一个本地alt / az框架，例如：

>>> from astropy.time import Time
>>> from astropy.coordinates import AltAz                                                                                                                                          
>>> local_frame = AltAz(location=location,obstime=Time.now())                                                                                                                     
>>> local_frame                                                                                                                                                                    
<AltAz Frame (obstime=2020-08-14 12:39:58.682416,location=(3980608.90246817,4966861.27310068) m,pressure=0.0 hPa,temperature=0.0 deg_C,relative_humidity=0.0,obswl=1.0 micron)>

Then transform your original ICRS coordinates to this new frame:

```python
>>> local_coords = coords.transform_to(local_frame)                                                                                                                                
>>> local_coords                                                                                                                                                                   
<SkyCoord (AltAz: obstime=2020-08-14 12:39:58.682416,obswl=1.0 micron): (az,alt) in deg
    [(327.54653574,-32.6138386 ),(316.63406529,-51.59917121),(339.37842396,3.4498418 ),(329.41414414,-28.02088907),(217.27653631,-71.09315213),(214.14690597,-70.46865069)]>

您还可以使用local_coords.cartesian将其转换为笛卡尔坐标。

不幸的是，将它们投影到天空的某些FoV上以进行图像模拟时，这超出了我一点。我可能会弄清楚，但也许其他人会更容易知道该怎么做。但是至少现在您有了方程式的一部分（如果我正确理解了您的问题）。