專(zhuān)利名稱(chēng)：暗弱空間碎片高精度定位方法
暗弱空間碎片高精度定位方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是涉及一種實(shí)時(shí)的暗弱空間碎片定位方法，它能夠在CCD圖像曝光時(shí)間較長(zhǎng)的情況下，實(shí)現(xiàn)暗弱空間碎片高精度定位，是一種的非常好的暗弱空間碎片的定位方法。
背景技術(shù)：
在科研、軍事等許多領(lǐng)域，都需要對(duì)空間碎片進(jìn)行監(jiān)視，從而給出空間碎片的每一個(gè)瞬間在天空中的位置及其變化，確定空間碎片的運(yùn)行軌道，從而獲取空間碎片精確的信息，從而給在軌航天器的提供相關(guān)信息。
CCD的發(fā)明，替代了傳統(tǒng)的照相觀測(cè)，成為了空間碎片監(jiān)視的有效手段之一，尤其對(duì)中高軌道的空間碎片。在對(duì)空間碎片觀測(cè)的過(guò)程中，為了提高空間碎片的定位精度，通常對(duì)CCD圖像的曝光有一定的要求，通常要求在跟蹤空間碎片時(shí)，背景恒星的星象的長(zhǎng)寬比要小于3，這樣就能保證空間碎片的定位精度優(yōu)于C⑶像元空間分辨率的一半。由于在積分時(shí)間短時(shí)，暗弱空間碎片在CCD圖像上的所成星象的信噪比較低，則或造成不能檢測(cè)到其星象或者星象定位精度低，所以為了提高暗弱空間碎片的星象信噪比，也就是提高暗弱空間碎片的定位精度，就必須增加CCD圖像的曝光時(shí)間。然而若CCD圖像的曝光時(shí)間較長(zhǎng)，則 CXD圖像上背景恒星的星象軌跡變得很長(zhǎng)，就是其星象的長(zhǎng)寬比變大，從而降低了背景恒星星象的信噪比，降低了恒星星象的定位精度，因此影響了暗弱空間碎片的定位精度。所以本方法就是基于這種背景下提出來(lái)的，它可以在CCD圖像曝光時(shí)間較長(zhǎng)的情況下，實(shí)現(xiàn)暗弱空間碎片的高精度定位。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種暗弱空間碎片高精度定位方法，能夠通過(guò)連續(xù)采集的三幀圖像 (第1及3幀圖像的曝光時(shí)間短，第2幀圖像的曝光時(shí)間長(zhǎng))，通過(guò)計(jì)算第1及3幀圖像的底片處理模型，給出高精度的底片處理模型，從而給出第二幀上的暗弱空間碎片的定位結(jié)果。
完成上述發(fā)明任務(wù)的技術(shù)方案是一種暗弱空間碎片高精度定位方法，包括以下幾個(gè)工作步驟(1).采集連續(xù)三幀CXD圖像；(2).第1幀及第3幀圖像的底片模型的計(jì)算；(3).第2幀圖像的底片模型的計(jì)算；(4).暗弱空間碎片的定位；(5).依次采用上述四個(gè)步驟，最后得到第2幀CCD圖像上的暗弱空間碎片的定位結(jié)果；(6).定位結(jié)果的存儲(chǔ)和顯示。
更優(yōu)化和更具體描述以上各步驟如下 (1).采集連續(xù)三幀C⑶圖像在跟蹤暗弱空間碎片時(shí)，觀測(cè)軟件連續(xù)采集3幀圖像，其中第1和3幀圖形的曝光時(shí)間短，第2幀圖像的曝光時(shí)間長(zhǎng)。采集的3幀CCD圖像包含對(duì)應(yīng)的時(shí)間和指向信息，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)存指定的緩沖區(qū)中。
(2).第1幀及第3幀圖像的底片模型(3).根據(jù)第⑴步驟中采集的3幀圖像，通過(guò)理論星圖和實(shí)測(cè)星圖的匹配結(jié)果，計(jì)算第1 幀及第3幀圖像的底片模型，供暗弱空間碎片定位時(shí)使用。
(4).暗弱空間碎片的定位；根據(jù)第2幀圖像的底片模型計(jì)算結(jié)果，輸入暗弱空間碎片的星象灰度質(zhì)心坐標(biāo)，給出暗弱空間碎片的定位結(jié)果。
(5)、觀測(cè)軟件系統(tǒng)重復(fù)上述步驟，可以對(duì)暗弱空間碎片進(jìn)行觀測(cè)；(6).將暗弱空間碎片的定位結(jié)果通過(guò)顯示系統(tǒng)顯示出來(lái)，以及存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)介質(zhì)中。
本發(fā)明所涉及的各個(gè)步驟，由觀測(cè)軟件執(zhí)行與完成；該觀測(cè)軟件可以是在現(xiàn)有技術(shù)的觀測(cè)軟件的基礎(chǔ)上，增加本發(fā)明的步驟部分構(gòu)成。
本發(fā)明的暗弱空間碎片高精度定位方法，能夠在CCD圖像曝光時(shí)間較長(zhǎng)的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)暗弱空間碎片的高精度定位，是一種的非常好的一種暗弱空間碎片定位方法。該方法的實(shí)際處理效果好，能夠廣泛地應(yīng)用到空間碎片監(jiān)測(cè)中。
由于本發(fā)明中，在探測(cè)到暗弱空間碎片的同時(shí)，保證了暗弱空間碎片的信噪比，又縮短了背景恒星的星象的長(zhǎng)寬比，這樣使得暗弱空間碎片和背景恒星都有很高的定位精度，從而使得提高了暗弱空間碎片的定位精度。在傳統(tǒng)的定位方法和長(zhǎng)曝光情況下，背景恒星的星象很長(zhǎng)，這樣會(huì)造成恒星的定位精度只能達(dá)到幾個(gè)像素，同時(shí)造成能夠參與定標(biāo)的恒星個(gè)數(shù)減少。為了兼顧兩者，使得暗弱碎片的信噪比較低，這樣就造成暗弱空間碎片的定位精度只能優(yōu)于幾個(gè)像素，通過(guò)本定位方法使得恒星的定位精度能夠優(yōu)于0. 5個(gè)像素，暗弱碎片的定位精度也能優(yōu)于0. 5個(gè)像素，這樣就實(shí)現(xiàn)了暗弱空間碎片的高精度定位。


圖1為各裝置組合成本發(fā)明系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1，參照?qǐng)D1 按照以下步驟進(jìn)行 (1).采集連續(xù)三幀C⑶圖像在跟蹤暗弱空間碎片時(shí)，觀測(cè)軟件連續(xù)采集3幀圖像，其中第1和3幀圖形的曝光時(shí)間短，第2幀圖像的曝光時(shí)間長(zhǎng)。采集的3幀CCD圖像包含對(duì)應(yīng)的時(shí)間和指向信息，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)存指定的緩沖區(qū)中。
(2).第1幀及第3幀圖像的底片模型(3).根據(jù)第⑴步驟中采集的3幀圖像，通過(guò)理論星圖和實(shí)測(cè)星圖的匹配結(jié)果，計(jì)算第1 幀及第3幀圖像的底片模型，供暗弱空間碎片定位時(shí)使用。
(4).暗弱空間碎片的定位；根據(jù)第2幀圖像的底片模型計(jì)算結(jié)果，輸入暗弱空間碎片的星象灰度質(zhì)心坐標(biāo)，給出暗弱空間碎片的定位結(jié)果。
(5)、觀測(cè)軟件系統(tǒng)重復(fù)上述步驟，可以對(duì)暗弱空間碎片進(jìn)行觀測(cè)；(6).將暗弱空間碎片的定位結(jié)果通過(guò)顯示系統(tǒng)顯示出來(lái)，以及存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)介質(zhì)中。
權(quán)利要求
1.一種暗弱空間碎片高精度定位方法，其特征在于，工作步驟如下(1).采集連續(xù)三幀CXD圖像；(2).第1幀及第3幀圖像的底片模型的計(jì)算；(3).第2幀圖像的底片模型的計(jì)算；(4).暗弱空間碎片的定位；(5).依次采用上述四個(gè)步驟，最后得到第2幀CCD圖像上的暗弱空間碎片的定位結(jié)果；(6).定位結(jié)果的存儲(chǔ)和顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的暗弱空間碎片高精度定位方法，其特征在于，各工作步驟的具體操作如下(1).采集連續(xù)三幀C⑶圖像在跟蹤暗弱空間碎片時(shí)，觀測(cè)軟件連續(xù)采集3幀圖像，其中第1和3幀圖形的曝光時(shí)間短，第2幀圖像的曝光時(shí)間長(zhǎng)；采集的3幀CCD圖像包含對(duì)應(yīng)的時(shí)間和指向信息，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)存指定的緩沖區(qū)中；(2).第1幀及第3幀圖像的底片模型的計(jì)算；(3).根據(jù)第⑴步驟中采集的3幀圖像，通過(guò)理論星圖和實(shí)測(cè)星圖的匹配結(jié)果，計(jì)算第1 幀及第3幀圖像的底片模型，供暗弱空間碎片定位時(shí)使用；(4).暗弱空間碎片的定位；根據(jù)第2幀圖像的底片模型計(jì)算結(jié)果，輸入暗弱空間碎片的星象灰度質(zhì)心坐標(biāo)，給出暗弱空間碎片的定位結(jié)果；(5)、觀測(cè)軟件系統(tǒng)重復(fù)上述步驟，對(duì)暗弱空間碎片進(jìn)行觀測(cè)；(6).將暗弱空間碎片的定位結(jié)果通過(guò)顯示系統(tǒng)顯示出來(lái)，以及存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)介質(zhì)中。
全文摘要
暗弱空間碎片高精度定位方法，工作步驟如下⑴．采集連續(xù)三幀CCD圖像；⑵．第1幀及第3幀圖像的底片模型的計(jì)算；⑶．第2幀圖像的底片模型的計(jì)算；⑷．暗弱空間碎片的定位；⑸．依次采用上述四個(gè)步驟，最后得到第2幀CCD圖像上的暗弱空間碎片的定位結(jié)果；⑹．定位結(jié)果的存儲(chǔ)和顯示。本發(fā)明能夠在CCD圖像曝光時(shí)間較長(zhǎng)的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)暗弱空間碎片的高精度定位，是一種的非常好的一種暗弱空間碎片定位方法。該方法的實(shí)際處理效果好，能夠廣泛地應(yīng)用到空間碎片監(jiān)測(cè)中。
文檔編號(hào)G01C11/00GK102494674SQ20111036882
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者張曉祥, 魯春林 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)