天体测量学科发展专题报告(草稿v1) 本文关键词：天体，草稿，测量，学科，专题报告
天体测量学科发展专题报告(草稿v1) 本文简介：天体测量学科发展专题报告(草稿)一．国际发展现状和趋势1．多波段天球参考架研究近十多年来，天体测量与天文参考系研究取得了重大突破性进展，天体测量观测精度、观测能力和效率都得到了飞速的发展。在基本天体测量领域，已经从过去比较单纯的天文参考系研究拓展到天文学研究的众多领域。同时，高精度的天体测量与高精度
天体测量学科发展专题报告(草稿v1) 本文内容：
天体测量学科发展专题报告
(草稿)
一．
国际发展现状和趋势
1．
多波段天球参考架研究
近十多年来，天体测量与天文参考系研究取得了重大突破性进展，天体测量观测精度、观测能力和效率都得到了飞速的发展。在基本天体测量领域，已经从过去比较单纯的天文参考系研究拓展到天文学研究的众多领域。同时，高精度的天体测量与高精度天文参考系更进一步确立了其在天文学中的基础地位。其中标志性的成就当属ESA空间天体测量卫星Hipparcos的成功发射和项目实施，由此获得大样本恒星的天体测量观测数据，建立了光学波段的高精度国际天球参考系。
Hipparcos计划之后，国际上当前天球参考架研究的特点是开展大样本、多波段、高精度的巡天观测。具体表现在以下4个方面的工作：
（1）各国纷纷提出了第二个空间天体测量卫星的计划，如Gaia、
MAPS
（全称Milli-Arcsecond
Pathfinder
Survey）、JASMINE（Japan
Astrometry
Satellite
Mission
for
Infrared
Exploration）以及SIM、PlanetQuest等，这些卫星大多将在2012年前后发射，结果则估计需迟至2020年左右发表。
（2）地面观测从依巴谷星表向暗星扩充，包括以下3项工作：（a）已发表的星表有：Tycho-2、UCAC-2（全天星表将在2008年上半年发表）、GSC
2.3，USNO
B1.0，后2项星表己包括数以亿计的天体，星等至21
mag左右；（b）基于银河系结构和演化的研究，开展局部天区的巡天计划，如SDSS、QUEST、WOCS、DAS等，这些计划都包括了精确测定天体测量参数内容；（c）研制新的地面天体测量望远镜，如美国海军天文台提出研制一架新的望远镜URAT（USNO
Robotic
Astrometric
Telescope），计划于2010年得到完备至20mag的高精度天体测量全天星表。
（3）构建多波段参考架包括γ、X、紫外、光学、红外、亚毫米和射电参考架，现在已建立光学、红外和射电参架。
其中1997年发表的依巴谷星表(Hipparcos
Catalogue)是ICRF在光学波段的实现，已在天文、测地、空间研究等领域广泛使用；
1997年23届国际天文学联合会（IAU）大会通过用VLBI方法建立的国际天球参考架作为准惯性的参考架，并在1998年1月1日采用。至2004年，总共有776颗ICRF射电源分布全天，每8°′8°有1个源。坐标精度平均为±0.25mas，参考架的指向稳定在±0.014mas
以内；
红外参考架是由2MASS和DENIS两本星表构成，是ICRF在近红外的实现。
尽管已经做了许多有关γ、X源寻找光学、红外的对应体的工作，现在已有6000颗依巴谷星和～14
000颗Tycho–1星在ROSAT的巡天中找到X射线源的对应体，然而全波段的7个（γ、X、紫外、光学、红外、亚毫米和射电）参考架只有3个给予实现，其他4个波段和全波段的综合参考架有待今后解决。
（4）微角秒天体测量参考架
Gaia
的观测资料将给出微角秒量级的恒星位置精度，4
μas
(V=10
mag)、10μas(V=15
mag)、200μas(V=20
mag)。从依巴谷至Gaia给出天体的位置精度将是一个飞跃：从亳角秒至微角秒。观测精度达到微角秒量级后，其归算也必须在相对论框架下进行。鉴于此项工作的重要性，2006年第26届IAU大会上成立了“基本天文学中相对论专业委员会（第52专业委员会）”，其科学目标为在相对论框架内确定基本天文的几何和力学概念，并给出基本天文中所用的数学和物理公式。
除了上述关于天球参考架诸项研究方面外，对于重要天体测量参数之一的视向速度测定工作，依巴谷没有测定视向速度，而Gaia将给出亮于16-17
mag
星的视向速度，其精度为1―10
km/s。在Gaia发射前提出的视向速度的RAVE（RAdial
Velocity
Experiment）巡天计划，计划在2003
－2010年期间用英澳天文台（AAO）的UK
1.2
m的Schmidt望远镜测定南天亮于16
mag近百万个天体的视向速度（精度为2
km/s）。这个恒星运动学的数据库将比现在提出的其他巡天计划大3个数量级。
2．天体测量数据在银河系研究中的应用
依巴谷计划的成功实施，不仅建立了光学波段的高精度国际天球参考系，同时为银河系天文学研究提供的极为珍贵的第一手观测资料。Hipparcos自行和视差资料，对银河系运动学和动力学研究、银河系精细结构、银河系距离尺度等研究工作都给予了极大的推动。图1给出了Hipparcos对毕星团结构研究结果的比较示意图。
图1：根据地面观测、依巴谷和预计从Gaia得到的毕星团距离及其误差
伴随空间天体测量发展的同时，CCD和底片处理技术的进步，为海量天体观测测量数据的运用提供了更广泛的前景。其中，包括从数百万星的各类天体测量星表（如TYCHO-2）,到包含几千万星的星表（如UCAC2），乃至数亿星的GSC星表等，都给出了高精度的恒星运动学资料。结合测光和光谱巡天观测数据，这些天体测量观测资料为大尺度的银河系结构研究提供了更丰富的样本。
目前，第二代空间天体测量卫星计划Gaia（ESA）和SIM、PlanetQuest（NASA）正在实施，并将于未来几年内发射升空。Gaia卫星将实现对几乎整个银河系的“扫描”，其观测含盖了角距测量、多波段测光和光谱观测，将得到微角秒精度的六维银河系结构资料（三维空间结构、三维速度场），是迄今最为雄心勃勃的银河系巡天计划，几乎实现对银河系结构观测的“一览无余”。与Gaia计划相辉映的SIM空间计划，将实现有选择的观测方式，其突出特点是光学干涉观测，天体测量精度更高，以搜寻类地型行星，观测引力透镜效应，银河系双星精密定轨、旋臂精细结构等等。这些空间计划的实施，将得到巨量的银河系巡天资料，不仅对银河系的结构、形成和演化研究有重大意义，同时对基本物理学问题也将发挥特殊作用。
光学光谱包含着遥远天体丰富的物理信息，大量天体光学光谱的获取是涉及天文学诸多前沿问题研究的关键。业已基本建成的国家大科学工程LAMOST兼大口径(4米)和大视场(20平方度)特点于一身，在光谱巡天方面有着独特的优势。由于它的大视场，在焦面上可以放置4000根光纤，将遥远天体的光分别传输到多台光谱仪中，同时获得它们的光谱，这将是世界上光谱获取率最高的望远镜，是进行大视场、大样本天文学研究的有力工具。
银河系作为一个典型的盘状星系在探索星系结构和演化方面具有独一无二的重要性。疏散星团作为银盘性质的“探针”，无论是大样本的统计性质，还是单个星团的内部运动与特性，都会对银河系结构和演化模型提供关键性的约束。
利用LAMOST，将能以空前的观测效率获取高精度的银河系疏散星团成员视向速度数据和金属丰度资料，进而获得典型盘族天体大范围的运动状况和动力学－化学演化信息，为银河系结构和演化的研究提供可靠的约束。
3.
双星天体测量研究
双星运动学的定量研究是天体测量学的基本学科内容之一。双星的轨道运动及其与周边环境的关联研究具有恒星物理学和星系天文学等多重学科兴趣，这些学科的研究或多或少地依赖于双星天体测量的研究成果（比如恒星的质量参数、双星的轨道的统计结果等等），这里只限于讨论双星的精确定位这个天体测量学的基本学科问题。对该问题研究的主要产出是描述双星各子星的运动学参数。这些参数是高精度、高网格密度星表参考架的必要组成部分，它们的确定不仅是天体测量学的学科目标之一，而且也具有广泛的应用需求。
近年来，天体测量理论和技术的各个方面都有了本质性的进展。自1997年以来的国际天文联合会的一系列决议提供了位置天文学的高精度理论框架；而各种观测和处理技术的日臻成熟，使得可资利用的观测资料迅速增加。这些进展对双星天体测量工作起到了极大的推动作用。首先，探测器灵敏度的提高、多波段探测技术的发展，以及基于海量数据处理技术的各种巡天计划的实施使得已确认的双星系统越来越多；其次，空间、时间和光谱分辨率的提高使得越来越多的双星系统同时具备了多种观测资料，从而得出完整的3维高精度运动学观测资料，这为得到高可信度的双星轨道运动学参数提供了十分有利的条件；另外值得一提的是，观测底片数字化技术使得以往天体测量观测资料的可利用价值得到明显提升，这对较长周期双星系统的轨道拟合或改进提供了可能。与上述观测进展相适应的是近年来发展了多种针对不同情况的双星轨道拟合方法，特别是一些联合拟合方法。
上述多方面的进展集中体现在各种有关双星的星表中，这些星表可以粗略地分为测量星表、轨道星表和质量星表三类。除质量星表外，其它两类星表的数据的更新和增长速度都很快，因此通常都以动态的网络资源形式发布。
双星天体测量工作具有良好的发展前景，这主要是由于现有的观测设备正以前所未有的速度不断积累着高质量的观测数据，同时，更先进的观测设备（如SIM和Gaia）也即将投入运行。
4.
太阳系内天体测量研究
目前，星际空间探测和导航仍然是太阳系行星和卫星天体测量观测的主要驱动力，但也有更深层次的科学意义。高精度的观测资料可以构造高精度的历表，这种历表可以用来开展卫星系统的物理研究（例如潮汐加速、共振和混沌等），参考系研究等。在过去的十几年中，除了CCD技术被广泛使用，还出现众多技术上的新进展：Hubble望远镜已用于土星、天王星和冥王星内部暗卫星的天体测量研究；在木星、土星系统内部采用红外技术被证明是有用的。此外，雷达技术和甚大阵(VLA)技术也可获得高精度的观测资料。
随着天文学的发展，人们对近地空间环境的关注也与日俱增。近年来一些特殊天象一直带给人们惊喜，从上世纪九十年代的百武彗星出现和英仙座流星雨爆发开始，人们目睹了海尔－波谱彗星、狮子座流星雨，以及许多的小行星飞越近地空间的事例。其中1994年的Shoemaker-Levy彗星碎片和木星相撞的事件最引人注目，这是太阳系内大行星和空间碎片相撞的一次预演。目前全球开展多个近地天体探测计划，其中比较有影响分别是LINEAR、Spacewatch、Catalina、NEAT、EUNEASO，LEONOS、JASG、以及北京天文台的近地小行星巡天计划(SCAP)，紫金山天文台也建造了1.04/1.20m近地天体探测望远镜，于2006年底投入观测。
下一代地面探测观测计划主要包括以下大型探测设备：
1.
Pan-STARRS计划是一套由多台天文望远镜组成的小行星观测网络，即将在夏威夷建成。这个被称为“全景观测望远镜和快速反应系统”的探测系统将主要用于搜寻NEO。Pan-STARRS系统共由4台口径1.8m的相同望远镜组成，60s内曝光可以探测到24mag星。配备1,400,000,000像素的拼接CCD探测器，象元的角分辨率约为0.3“，CCD视场为3°×3°。2006年Pan-STARRS系统中的第一架望远镜投入使用，整个计划在2009年才能完全投入使用，届时系统将大幅提升地球应对小行星和彗星潜在威胁的早期预警能力。
2.
美国将建造一架口径8.4m，视场10°×10°的LSST望远镜，每三个观测夜可以覆盖全天，用于搜索超新星，NEO和KBO等，据计划该望远镜将于2013年12月建成。
3.
为了探测到90%的大于140m的NEO，Lowell天文台开始建造一台新的4.2m口径的望远镜(DCT)，终端设备是由40个2048×2048的CCD拼接而成的探测器，预计2009年建成.
二．
国内发展现状
1．
国内天球参考架研究的现状
（1）近期我国没有打算发射天体测量卫星要求和具备独立发射的条件，但是基金会十五重点课题“依巴谷参考系的扩充及其应用”通过努力己与Gaia参与单位意大利多灵天文台进行合作，争取介入Gaia的工作。改变过去仅利用依巴谷观测资料开展研究工作的情况，进入国际前沿的研究领域。
（2）依巴谷向暗星方向扩充，基金会十五重点课题“依巴谷参考系的扩充及其应用”
通过LAMOST输入星表和标准天区的两项工作正在进行这方面工作，将对局部天区进行暗星的加密。与意大利多灵天文台和美国空间望远镜研究所合作编制GSC2.4将为我国在暗星参考架的建立和研究打下基础。九五重点课题曾开展河外射电参考架与光学参考架联系的工作。
（3）多波段参考架的研究。上海天文台是IVS的成员国，通过国际合作参与射电参考架ICRF-2的合作研究、流层的模型和短期波动的改进，为配合我国宇航的发展，提出黄道射电星表的编制。我国还没有开展红外参考架、X和
γ源的光学对应体的证认工作。打算与乌克兰主天文台以Arkadiy
Kharin为首的小组进行这方面的合作。
（4）微角秒天体测量参考架的研究，曾开展过相对论框架下长度方面研究，现在开展这方面工作的有南京大学、上海天文台、紫金山天文台，但是没有一个团组和核心，而是各自解决工作中有关相对论方面一些问题。
我国20世纪60-70年代曾用佘山40厘米折射望远镜用照相方法在十个天区测定15颗星的视差，并列入GCTSP星表中，由于视差测定周期长，我国没有开展暗星的视差工作，但是近年来用VLBI和VLA观测银河系旋臂甲烷分子线，而测定了距离，该工作得到了国际上的高度重视。
2．天体测量在银河系研究中的应用
近十多年来，国内在利用高精度天体测量参数研究银河系结构方面，形成了较具特色的研究方向。
从Hipparcos空间观测资料公开发表开始，对其参考系的特征（运动学资料）研究就取得了重要成果。根据多年来的研究，分别在观测理论和方法及观测资料的特征，利用观测资料研究在银河系尺度上的结构、运动学和动力学及其演化等领域，取得了许多成果。特别是在天体测量参数研究方面，所发表的研究工作得到国际同行高度认可，这项成果已被欧洲航天局重大空间观测项目HIPPARCOS和Gaia科学项目负责人Michael
Perryman所著关于HIPPARCOS空间观测的重要研究成果新著中，得到大幅引用，该著将在2007年底正式出版发行。同时也在国际天文学联合会（IAU）天体测量专业委员会和天文参考系工作组等相关国际会议上，得到多次引用。另外，在利用高精度观测资料研究在银河系尺度上的结构、运动学和动力学及其演化等方面，精确测定出相关的结构与演化等特征参数，并且指明了过去这类测量方法的不足和存在的问题，成为国际相关研究的重要引用文献。
在疏散星团研究方面，对年轻星团质量分层效应与动力学演化研究，银河系薄盘结构及其演化、运动学特征和性质、银河系基本参数、动力学模型和旋臂形成及演化等问题做了深入研究。这些工作都将对未来开展Gaia和LAMOST观测银河系结构和演化研究奠定了极其良好的基础。
在国内，目前银河系结构领域的研究队伍正不断壮大。银河系星团方面的研究起步较早，也有很好的研究基础和人员队伍。有关团组在年轻星团质量分层效应与动力学演化研究，银河系薄盘结构及其演化、运动学特征和性质、银河系基本参数、动力学模型和旋臂形成及演化等问题做了深入研究。
近期，在利用LAMOST银河系开展研究方面，完整制定了利用LAMOST进行银河系疏散星团巡天的观测计划(LOCS计划)，将充分利用LAMOST的优势，高效率地获取最完备的银河系疏散星团成员视向速度数据和金属丰度资料，进而获得疏散星团样本的运动状况和动力学－化学演化信息，开展银盘大尺度结构和化学演化的研究，为银河系结构和演化的模型提供关键性的约束。
结合对未来Gaia等空间观测研究的需求，除了LAMOST星团观测计划外，适时开展了利用大型天体测量星表的银河系天文研究工作，特别是利用UCAC2星表的大尺度银河系研究工作已经取得了一定进展，为未来利用Gaia资料的研究奠定了良好的基础。
3.
双星天体测量研究
我国双星的精确定位工作还刚刚起步，目前还几乎没有具有国际水平的工作发表，这主要缘自我国缺乏自主的必要观测设备。没有必要的观测设备意味着国内研究人员本身只能主要致力于轨道拟合工作，但一如其它利用非自主观测资料开展的定量研究工作一样，该工作的创新性将主要来源于新的方法或新的思想。又因为轨道拟合工作是一个经典的研究领域，所以这种新方法或新思想的产生通常需要更大量的尝试性工作作为基础，故而也就需要更多一些时间才能完成具有国际水平的研究工作。尽管如此，我国的研究人员还是完成或开展了一些很有发展前途的研究工作。主要涉及联合长期资料和高精度短期资料开展较长周期双星轨道的拟合。
4.
太阳系内天体测量研究
我国真正意义上从事太阳系行星及其卫星的观测与研究是从上世纪八十年代中期开始的。首先通过照相方法从事土星卫星的定位观测和轨道理论研究，在不断取得新成果的基础上又增加了对天王星卫星的观测与研究，观测方式也从照相底片过渡到了CCD成像观测。上世纪九十年代中期，中科院云南天文台重点在天体测量的观测方法和图像处理技术方向从事研究工作。随着研究队伍的扩大和国家对科研投入的不断增加，该方向的研究成果日渐突出。
目前，除原陕西天文台沈凯先、乔荣川研究组外，暨南大学彭青玉研究组也多年从事该方向的研究，上海天文台唐正宏研究组近年来也开始了本方向的研究。
我国从事太阳系大行星及其卫星天体测量观测和研究既具有理论研究价值，又具有前瞻性的意义。一方面，国际行星探测非常需要地面高精度的及时的观测资料配合，以便不断更新行星和卫星的轨道理论。另一方面，我国空间探测和研究正在蓬勃发展，“神州”系列宇宙飞船的成功发射，“探月工程”的实施并进入倒记时阶段以及2008年中俄开始联合探测火星计划等等。我们有充足的理由相信，在不久的未来以我国为主要力量的深空探测（例如木星和土星系统）指日可待！我们非常有必要扩大自己的基础研究队伍和发展自己的研究力量。
目前，我国在该研究领域的工作可分为轨道理论和观测技术两个大的方面。轨道理论研究自Taylor
&
Shen（1988）开创性的工作以来，沈凯先研究组还从事了土卫系统中Iapetus，Phoebe以及天王星卫星轨道的数值积分研究，这些研究工作得到了国际同行的肯定和积极评价。同时，该研究组，也包括近年来上海天文台唐正宏研究组的参与，已经开展了长期不懈的观测，获得了大量珍贵的CCD图像，观测资料已经在国际重要刊物陆续发表。观测技术方面，我国研究者都采用长焦距望远镜CCD成像观测方式。研究的主要工作在软件技术的开发和资料归算方法两个方面。暨南大学彭青玉研究组开发了一套处理行星和卫星的软件，可以方便地测量大行星(木星、土星和天王星等)
的中心位置、行星晕的去除以及卫星像素位置的精确测量(Peng
et
al.
2003,并参见图2)等.
此外，在大量实测资料的基础上，他们还开发了小视场CCD图像重迭曝光观测精确求解定标参数的方法(Peng
et
al.
2004)，并成功应用到了土卫九的精确定位观测。最近，他们的工作还包括行星卫星互掩互食的联合事件观测及资料归算(Peng
&
Noyelles
2007)。
图2.
木星及其伽利略卫星图像处理程序.
(a)
2003年2月27日晚在云南天文台1米望远镜上拍摄的CCD图像.
(b)
木星边缘检测的效果.
(c)关于木星中心对称的晕去除处理.
(d)待测卫星可视化处理.
其中新的黑色区域表示修正矩方法积分的范围。
值得一提的是，本领域的研究有与国际同行密切合作和交流的优良传统。目前，我国研究人员与美、法、英、俄等国的学者有着频繁的学术交流和合作研究。随着我国综合国力的增强，太阳系行星及其卫星的观测与理论研究必将在国际合作的大环境下不断发展壮大。
在近地天体探测领域，紫金山天文台近地天体探测望远镜项目从1998年开始选址建站，经历8年时间，于2006年10月开始试观测。该项目是在科技部、科学院和江苏省的资助下开展的，目的是为了探测发现近地小行星和彗星，使之成为国际上预防近地天体撞击地球空间警戒网的组成部分。
中国科学院紫金山天文台于2007年5月在盱眙观测站召开了近地天体望远镜科学目标拓展研讨会。认为近地天体望远镜具有以下优势：
1.
视场大，光力强，CCD灵敏度高。在多目标巡天观测和搜索、大视场（2o×2o）天体物理观测研究中有较强优势，与国内大望远镜比较，具有自己的优势和特色。
2.
望远镜的光学、机械、电控和CCD系统和性能优良，对多种目标的测光观测适应性强，测光精度高，特别适用于高精度天体测量。
三．
国内天文学近、中期发展趋势和目标(到2015年)
1．我国开展微角秒和多波段天球参考架课题的意见和建议
（1）我国物理、天文界在相对论研究上是有基础、有人材的，但是在天文界还没有一个团组和研究的核心课题。结合IAU
Commission
52的工作能在天文界形成一个小组，由Commission
52科学组委会成员黄珹负责，把在相对论框架内确定基本天文的几何和力学概念，并给出基本天文中所用的数学和物理公式作为课题开展此项工作。此项工作列为基金会重点扶植方向。
（2）开展国际合作介入Gaia的工作，其中包括Gaia观测资料处理的预研究和Gaia观测结果的应用。一方面为国际前沿课题做出贡献，另一方面为今后我国开展空间天体测量打基础。
（3）在星表的编制上我国是有基础的，如光电等高总表、
(1579颗星，FK5文献中称之为Beij78)、天顶星表、继而20世纪90年代又编制了射电星星表。在依巴谷向暗星方向扩充的工作中，除了正在进行的LAMOST输入星表和标准天区的两项工作外，在与意大利都灵天文台和美国空间望远镜合作编制GSC2.4中，以我国为主。在GSC2.3中恒星的自行是由POSS的两期底片决定的，为提高确定自行的精度，在有条件的情况下将进行第3期观测。
（4）多波段工作方面，通过国际合作参与射电参考架ICRF-2的合作研究、对流层的模型和短期波动的改进，改进硬件设备，开展射电源高频Ka波段的观测，并逐步把1978年开始应用的S/X波段转换至X/Ka波段，为配合我国宇航的发展，对射电参考架的加密集中在黄道附近。继续用射电方法测定银河系甲烷分子线的视差。与乌克兰天文台合作开展红外参考的研究，包括星像中心在各波段不重合机制的探讨，作为开展这方面工作的起步。
（5）用LAMOST进行视向速度的测定。Gaia不仅给出天体6维空间位置和速度的视向速度，而且给出星的化学成份。依巴谷和Tycho-2星表分别给出了近12万和250万颗星的自行。前者仅包括几万颗星的视向速度，而后者没有列出。尽管Gaia可以给出～1×109颗星的天体测量、视向速度和化学丰度资料，但是至今Gaia还没有系统的视向速度的巡天计划，因此，RAVE（RAdial
Velocity
Experiment）工作组提出在2006－2010年间用英澳天文台（AAO）的UK
1.2
m的Schmidt望远镜进行测定视向速度的RAVE计划，以弥补这方面研究的空隙，也为Gaia光谱资料处理提供最佳的方法。LAMOST能给出20.5
mag的视向速度，得到国际的重视，也具有特色，应开展这方面的工作。
2．天体测量在银河系研究中的应用
由于观测资料处理问题，Hipparcos天体测量参数测定结果存在缺陷。根据van
Leeuween改进后的处理结果，其天体测量参数精度将得到改善。预期，改进后的新Hipparcos资料将很快发表。因此近期对Hipparcos资料的重新研究将成为主要任务之一。相信，改进后的Hipparcos资料对太阳邻域银河系精细结构的研究、距离尺度问题等，都会有大的推进作用，这项重新研究也是国际上银河系研究工作者所积极期待的。
从目前到2015年前后，正是天体测量空间观测由Hipparcos到Gaia的“空挡”时期，也是许多地面观测项目为弥补这一“空挡”而最为活跃的时期。利用LAMOST星团或盘星观测应是积极开展的主要研究课题之一，特别是利用LAMOST独有的竞争力，通过较短的观测周期，获取世界上最完备的疏散星团成员星光谱样本，将为银盘的结构和演化模型提供最好的观测约束。
大尺度银河系结构研究一直是银河系天文学的重点方向，天体测量观测数据对这项研究具有特别重要意义。目前，利用暗至16～20
mag的特大型天体测量观测资料来研究这一问题是一种可取的途径。在资料方面，含有四千多万颗星的UCAC2星表给出了比较高的恒星自行精度，结合2MASS等测光资料，并探索新的方法，有可能获得在5
kpc尺度上银河系结果参数和银河系旋转曲线。改进中的GSC星表，含10亿多颗天体的天体测量信息，总星数与未来Gaia观测星数相等。因而，利用这些资料的研究和方法上的探索，不仅可以在近、中期开展具有明确科学目标的研究工作，同是也能为未来Gaia时代银河系研究热潮中积聚研究力量、培养研究队伍、探索研究方法等奠定基础。
3.
双星天体测量研究
近、中期我国双星天体测量研究工作的目标是：通过国内专家的学术交流和合作，完成得到国际上认可的有自己特色的研究工作，同时以此为契机积极争取与有自主高精度观测资料国家的专家开展学术交流和合作，并争取使我国研究人员能够有机会在第一时间利用SIM或Gaia的观测资料做出具有国际先进水平的研究工作。通过上述学术交流和合作，培养出若干个从事该领域研究的年轻杰出人才。
4.
太阳系内天体测量研究
根据我国现有的研究条件和状况，并参照发达国家今后十年的发展规划，我国应该在太阳系行星及卫星观测与研究领域优先发展如下方向：
1.
国内大型望远镜要保证分配足够的观测时间用于行星及其卫星的CCD观测。要重视中小型望远镜用于卫星联合天象的观测。例如2009，2010年将分别出现木星卫星和土星卫星联合天象。联合天象的资料是地面观测资料中最为精确的观测方式之一，受到国外学者数十年的重视。
2.
加大观测技术和资料处理(包括图像处理和资料归算)研究的力度，确保观测资料的高精度。这里，尤其要重视联合天象观测资料的处理。
3.
重视卫星轨道理论的研究，利用实测资料研究行星卫星长期演化的规律，提高星历表的精度。
4.
巩固和发展国际合作研究与交流。继续加强同美、法等同行学者的合作研究，重视中俄学术交流，确保中俄空间探测和理论研究同步发展。
在近地天体探测方面，着重开展以下工作
1.
立足于快速深度巡天：包括小行星和近地天体搜索、中高轨空间碎片搜索和超新星搜索。
2.
开展基本天体测量，包括LAMOST标准天区，黄道天区星表等研究。
3.
积极拓展天体物理测光观测及研究，包括：
a)
特殊小行星、彗星测光
b)
太阳系外行星系统掩星测光
c)
超新星测光
d)
星系、星团测光
e)
Gamma爆余辉测光，X射线双星测光
国内中长期发展趋势和目标
Gaia空间观测预计在2018年完成，并在2015年前后分阶段释放初期观测数据，而完整星表可望与2020年前后完成及发表。而SIM计划完成观测预计在2021年。本领域的中长期目标显然正值这些大型空间计划获得丰厚观测成果的黄金阶段，积极参与国际合作，利用前期奠定的基础和发挥研究专长必将是未来长期努力的目标。同时，根据未来天体测量的特点和资料的上优势，进一步拓展现今的研究领域亦为中长期开拓目标。双星天体测量研究方面，通过国际合作的方式，利用SIM、Gaia等高质量的观测资料，批量地获取或改进一批双星的二体轨道解；
对一些不能采用二体轨道模型的“双星系统”给出与观测精度相匹配的、适合各种不同星表参考架的新型双星运动解。