用 astropy 进行坐标投影

Question

我在equatorial coordinates 中有一组点，我需要将它们投影到平面上，即：天顶或azimuthal projection。

astropy 显然能够执行这种类型的投影，among many others。

问题是我不知道如何将这些模块应用到我的数据中，而且文档相当稀缺。

对于这个例子，假设赤道ra, dec坐标可以通过以下方式生成：

ra = np.random.uniform(130., 135., 1000)
dec = np.random.uniform(-55., -57., 1000)

Answer 1

这些投影与 wcs（世界坐标系）对象和FITS format 一起使用。主要步骤是：

import numpy as np
from astropy import wcs

#create data
ra = np.random.uniform(130., 135., 1000)
dec = np.random.uniform(-55., -57., 1000)

#create wcs object
w = wcs.WCS(naxis=2)
# set coordinate and projection types for each axis
w.wcs.ctype = ["RA---ARC", "DEC--ARC"]

#do the projection
pixel_coords = w.wcs_world2pix(ra, dec, 1) 

请注意，wcs 项还有几个可能很重要的附加配置参数，例如 crpixj，轴 j 的图像参考点，和 pvi_m，中间世界坐标轴 i 参数值。

有关一些用法示例，请参阅astropy.wcs documentation 和projection unit tests。

Answer 2

我不确定这是否正是您想要的，但我试一试：

您可能需要使用SkyCoord 类：

import numpy as np
from astropy import units as u
from astropy.coordinates import SkyCoord

ra = np.random.uniform(130., 135., 10)
dec = np.random.uniform(-55., -57., 10)

你必须使用天文单位来设置它：

a = SkyCoord(ra * u.degree, dec * u.degree)
a
<SkyCoord (ICRS): (ra, dec) in deg
    [(134.26176984, -55.707478), (134.58510684, -55.87649941),
     (134.87524059, -56.48554659), (133.13341559, -56.81440026),
     (132.87143675, -56.44936089), (131.14191795, -56.68300147),
     (133.50910855, -56.07594072), (132.05561955, -56.90231565),
     (134.62961065, -55.72207914), (133.64757046, -55.59277667)]>

现在你有了一个坐标类（不确定哪个坐标系最合适。SkyCoord 默认为ICRS）。如果你想计算它的方位投影你可以使用其他representations 我认为PhysicsSphericalRepresentation 是你想要的？！

a.represent_as('physicsspherical')
<PhysicsSphericalRepresentation (phi, theta, r) in (deg, deg, )
    [(134.26176984, 145.707478, 1.0), (134.58510684, 145.87649941, 1.0),
     (134.87524059, 146.48554659, 1.0), (133.13341559, 146.81440026, 1.0),
     (132.87143675, 146.44936089, 1.0), (131.14191795, 146.68300147, 1.0),
     (133.50910855, 146.07594072, 1.0), (132.05561955, 146.90231565, 1.0),
     (134.62961065, 145.72207914, 1.0), (133.64757046, 145.59277667, 1.0)]>