培训天文专业研究生了解天体测量学科的发展历史及其在科技发展中的意义、明晰并掌握本学科的基本概念及其数理背景、知晓天体测量与其他天文、航空、航天等学科的联系和在这些方面的应用。本专业将采取理论授课、师生互动、观测实践、方案设计及其软件实现、数据处理分析相互有机结合的方式，训练并促进学生的整体方案顶层设计能力和具体的基本研究能力的共同发展，扩展知识视野。对学生的考核将采用理论和实践相结合方式。

高数、物理、测量平差

以教师课件（PPT、动画、实物模型）为主，并提供辅助教材目录供有时间精力的学生阅读，如上海天文台赵铭所著《天体测量学导论-第二版》、耶鲁大学van Altena et al.所著《Astrometry for Astrophysics》、意大利都灵天文台B. Bucciarelli et al. 所著天文硕士生教程《Methods of Astrometry for Astrophysics》。

1、天体测量学的历史意义（唐正宏，2次课，5学时）
 1.1 天体测量学的发展历史和伟大贡献（3学时）
天体测量学的定义。随后以时间为脉络介绍天体测量学的总体历史，穿插中国古代在天测方面的工作。介绍天体测量在宇宙观、宗教、航海、物理学等方面的突出贡献和影响。
 1.2 天测在当今和未来的重要性（2学时）
地基、空基天文观测设备支持；近地和深空用户或设备的导航、定姿；地球姿态监测；太阳系历表；天体物理中的天体距离、速度、轨道、质量等参数的高精度独立测量、宇宙学尺度范围运动学研究等等。

2、球面三角、矢量运算和坐标系简介（齐朝祥，2次课，6学时）
   2.1、球面三角公式与矢量运算简介（3学时）
   简要介绍球面三角各个公式、与天体测量相关的主要的矢量运算的公式。坐标系转换的矢量和矩阵表示方法。详细推导球面小角位移情况下，矢量公式的推导过程。为后面视差、光行差、大气折射等效应的矢量表示铺垫公式基础。
   2.2、主要坐标系的定义（3学时）
   赤道、时角、黄道、银道、地平、星基坐标系的定义，IAU对天球坐标系的规范简介；坐标系间相互变换路径介绍。

3、天体位置和方向及其变化（齐朝祥，2次课，6学时）
   3.1光子从离开天体到其穿越宇宙时空并抵达到观测者及其探测器的“旅行”路径介绍 （1学时）
   3.2 天体的历表方向、坐标方向、几何方向、本征方向、观测方向定义与相互关系（2学时）
   3.3 引力偏折、视差、光行差、大气折射等效应的数学物理机制及其矢量表征；地球姿态（自转、岁差、章动、极移）简介，为下一章的详细讲解做铺垫（2学时）
   3.4 光行时：几何光行时、物理时延、较差光行时（1学时）

4、地球空间姿态（齐朝祥，3次课，9学时）
   4.1 地球岁差章动的表象和物理机制简介 （1学时）
    结合自制的动画加以展示。
   4.2 岁差和章动角度及其变化的详细解析（2学时）
   4.3 极移简介 （1学时）
    结合自制的动画加以展示。
   4.4 岁差、章动、极移转换矩阵的描述和程序介绍 （2学时）
   4.5 地球公转、自转；天体周日运动；地球自转角、恒星时的讲解（2课时）
   结合课件中的flash动画生动展示各种现象和相关角度定义。
   4.6 月球和人造天体（卫星）的姿态描述（1学时）
   讲解建立并描述这类本体坐标系姿态的基本原则；给出月球姿态角的定义，DE历表的使用；卫星姿态角度的详细定义和与GCRS间联系的途径。

5、天文历书以及时间系统（齐朝祥，1次课，3学时）
   5.1 古今中外历法的历史简介（1学时）
     古代到现在历法演变历史、历法表示方法的比较；DE历表如何做太阳系的天象预报；（给学生留作业，预报月全食的方案设计以及软件实现。）
   5.2 时间系统 （2学时）
     时间标准的演变过程介绍、背后技术发展的作用；原子时标准介绍；原时、坐标时概念介绍，TAI、TT、TDB、TCB等时间尺度的转换

6、照相天体测量（于涌，3次课，9学时）
   6.1 天测照相处理的基本流程（3学时）
   介绍星基理想坐标系、探测器量度坐标系的定义及其相互转换关系；照相过程中不同投影关系的比较；常规CCD照相测量的数据的归算流程。
   6.2 照相测量中量度模式和相关‘底片’系统差处理技术（3课时）
   介绍照相测量中主要的误差源；逐个解析主要几个误差源的成因和处理技术；相关技术的实践（给学生留作业，设计方案并推导相关公式，编程具体处理软件，处理施密特底片数据，由量度坐标给出其天球坐标。）
   6.3 相对和绝对视差的照相测量（3课时）
   进一步解释视差概念，并引出基于照相测量的测量绝对和相对视差的基本原理和大体流程；介绍Gaia空间卫星进行全局天测测量的原理；

7、恒星星表的编制、历史及其应用（齐朝祥，1次课，3学时）
   7.1 历史上的天测星表（1学时）
   介绍古今中外的天测相关的星表，给出其所含数据信息、精度、天体数量、天区覆盖等内容；介绍我国在星表编制上的进展和突破；在补充地基与空间观测的差别（各自优缺点），对各发展自前景加以预期，鼓励学生找准方向，勇于突破。
    7.2 编制星表中涉及到的相关问题（1学时）
位置、视差、自行等相关系统差的处理、星表坐标框架所体现天球坐标系以及相关天文规范的定义和实现等。
  7.3 星表在银河系研究乃至（本地）宇宙学研究中的贡献 （1学时）
  介绍如何利用天测数据（结合部分天物数据）开展银河系结构和运动学的研究；介绍天测数据对银河系研究的重要意义以及在临近宇宙研究中的最新进展；

8、光行时及其测量和应用（齐朝祥，1次课，3学时）
   8.1 光行时、较差光行时的描述（1学时）
   测量光行时的主要技术手段和应用；光行时和较差光行时的理论公式（几何、物理、仪器等时延）及其主要误差。
   8.2 光行时的测量和应用简介（2学时）
   以激光测距为例，详细剖析光行时测量所涉及的天测问题；随后简要介绍单向、双向和较差光行时测量的大体原理；重点介绍无线电深长基线测量（VLBI）的大体原理和数据处理流程，简介基于我国VLBI网所进行的天测、天物和天体力学研究；脉冲星计时测量的基本原理介绍。
       
    9、天体测量学概述（特邀嘉宾（赵铭教授），2次课，6学时）
   9.1天体测量学的知识结构总结（2学时）
   全局性的介绍天体测量学中各个概念、定义间的联系，帮学生理出一条清晰的知识脉络和图谱。
   9.2 天体测量的基本测量量和测量工具 （1学时）
   梳理各种任务要求的测量量及其对应测量工具的数学物理本质。使得学生对天测数据和技术有清晰简洁的认知。
   9.3 天体测量中相关的问题的定性和半定量分析 （3学时）
       考虑观测过程的数理实际过程，基于平差理论，从最小二乘解算和协方差分析出发，定性并半定量的给出相关天文观测方案设计和观测数据分析的策略。

   10、天体测量学观测实践（齐朝祥、于涌、唐正宏，3次课（下午-次日凌晨），10学时）
      天体测量学的光学观测实践；与学生一起去国内天文观测基地（如，国家天文台兴隆基地）实地讲解相关天文设备在装调、观测中、观测后所涉及到的天体测量问题和相关解决方法。引导学生温习从天体发出光子到其抵达探测器过程中所涉及的所有天体测量问题；让学生参与真实的天文观测，了解在观测计划制定（目标预报、望远镜指向跟踪历表计算等）、望远镜纠偏等过程中，天体测量所发挥的重要性；亲手操作小型望远镜，感知观星乐趣；亲眼目睹大型望远镜观测数据的获取过程，切身体会观测的艰辛。

《天体测量学导论-第二版》、《Astrometry for Astrophysics》、《Methods of Astrometry for Astrophysics》。