專利名稱：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領域
本發明是涉及一種實時的暗弱空間碎片定位方法，它能夠在CCD圖像曝光時間較長的情況下，實現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：
在科研、軍事等許多領域，都需要對空間碎片進行監視，從而給出空間碎片的每一個瞬間在天空中的位置及其變化，確定空間碎片的運行軌道，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信息。
CCD的發明，替代了傳統的照相觀測，成為了空間碎片監視的有效手段之一，尤其對中高軌道的空間碎片。在對空間碎片觀測的過程中，為了提高空間碎片的定位精度，通常對CCD圖像的曝光有一定的要求，通常要求在跟蹤空間碎片時，背景恒星的星象的長寬比要小于3，這樣就能保證空間碎片的定位精度優于C⑶像元空間分辨率的一半。由于在積分時間短時，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圖像的曝光時間。然而若CCD圖像的曝光時間較長，則 CXD圖像上背景恒星的星象軌跡變得很長，就是其星象的長寬比變大，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的，它可以在CCD圖像曝光時間較長的情況下，實現暗弱空間碎片的高精度定位。發明內容
本發明提供一種暗弱空間碎片高精度定位方法，能夠通過連續采集的三幀圖像 (第1及3幀圖像的曝光時間短，第2幀圖像的曝光時間長)，通過計算第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果。
完成上述發明任務的技術方案是一種暗弱空間碎片高精度定位方法，包括以下幾個工作步驟(1).采集連續三幀CXD圖像；(2).第1幀及第3幀圖像的底片模型的計算；(3).第2幀圖像的底片模型的計算；(4).暗弱空間碎片的定位；(5).依次采用上述四個步驟，最后得到第2幀CCD圖像上的暗弱空間碎片的定位結果；(6).定位結果的存儲和顯示。
更優化和更具體描述以上各步驟如下 (1).采集連續三幀C⑶圖像在跟蹤暗弱空間碎片時，觀測軟件連續采集3幀圖像，其中第1和3幀圖形的曝光時間短，第2幀圖像的曝光時間長。采集的3幀CCD圖像包含對應的時間和指向信息，存儲在計算機內存指定的緩沖區中。
(2).第1幀及第3幀圖像的底片模型(3).根據第⑴步驟中采集的3幀圖像，通過理論星圖和實測星圖的匹配結果，計算第1 幀及第3幀圖像的底片模型，供暗弱空間碎片定位時使用。
(4).暗弱空間碎片的定位；根據第2幀圖像的底片模型計算結果，輸入暗弱空間碎片的星象灰度質心坐標，給出暗弱空間碎片的定位結果。
(5)、觀測軟件系統重復上述步驟，可以對暗弱空間碎片進行觀測；(6).將暗弱空間碎片的定位結果通過顯示系統顯示出來，以及存儲在計算機系統的存儲介質中。
本發明所涉及的各個步驟，由觀測軟件執行與完成；該觀測軟件可以是在現有技術的觀測軟件的基礎上，增加本發明的步驟部分構成。
本發明的暗弱空間碎片高精度定位方法，能夠在CCD圖像曝光時間較長的情況下，實現對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。該方法的實際處理效果好，能夠廣泛地應用到空間碎片監測中。
由于本發明中，在探測到暗弱空間碎片的同時，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。在傳統的定位方法和長曝光情況下，背景恒星的星象很長，這樣會造成恒星的定位精度只能達到幾個像素，同時造成能夠參與定標的恒星個數減少。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于幾個像素，通過本定位方法使得恒星的定位精度能夠優于0. 5個像素，暗弱碎片的定位精度也能優于0. 5個像素，這樣就實現了暗弱空間碎片的高精度定位。


圖1為各裝置組合成本發明系統的示意圖。
具體實施方式
實施例1，參照圖1 按照以下步驟進行 (1).采集連續三幀C⑶圖像在跟蹤暗弱空間碎片時，觀測軟件連續采集3幀圖像，其中第1和3幀圖形的曝光時間短，第2幀圖像的曝光時間長。采集的3幀CCD圖像包含對應的時間和指向信息，存儲在計算機內存指定的緩沖區中。
(2).第1幀及第3幀圖像的底片模型(3).根據第⑴步驟中采集的3幀圖像，通過理論星圖和實測星圖的匹配結果，計算第1 幀及第3幀圖像的底片模型，供暗弱空間碎片定位時使用。
(4).暗弱空間碎片的定位；根據第2幀圖像的底片模型計算結果，輸入暗弱空間碎片的星象灰度質心坐標，給出暗弱空間碎片的定位結果。
(5)、觀測軟件系統重復上述步驟，可以對暗弱空間碎片進行觀測；(6).將暗弱空間碎片的定位結果通過顯示系統顯示出來，以及存儲在計算機系統的存儲介質中。
權利要求
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).采集連續三幀CXD圖像；(2).第1幀及第3幀圖像的底片模型的計算；(3).第2幀圖像的底片模型的計算；(4).暗弱空間碎片的定位；(5).依次采用上述四個步驟，最后得到第2幀CCD圖像上的暗弱空間碎片的定位結果；(6).定位結果的存儲和顯示。
2.根據權利要求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).采集連續三幀C⑶圖像在跟蹤暗弱空間碎片時，觀測軟件連續采集3幀圖像，其中第1和3幀圖形的曝光時間短，第2幀圖像的曝光時間長；采集的3幀CCD圖像包含對應的時間和指向信息，存儲在計算機內存指定的緩沖區中；(2).第1幀及第3幀圖像的底片模型的計算；(3).根據第⑴步驟中采集的3幀圖像，通過理論星圖和實測星圖的匹配結果，計算第1 幀及第3幀圖像的底片模型，供暗弱空間碎片定位時使用；(4).暗弱空間碎片的定位；根據第2幀圖像的底片模型計算結果，輸入暗弱空間碎片的星象灰度質心坐標，給出暗弱空間碎片的定位結果；(5)、觀測軟件系統重復上述步驟，對暗弱空間碎片進行觀測；(6).將暗弱空間碎片的定位結果通過顯示系統顯示出來，以及存儲在計算機系統的存儲介質中。
全文摘要
暗弱空間碎片高精度定位方法，工作步驟如下⑴．采集連續三幀CCD圖像；⑵．第1幀及第3幀圖像的底片模型的計算；⑶．第2幀圖像的底片模型的計算；⑷．暗弱空間碎片的定位；⑸．依次采用上述四個步驟，最后得到第2幀CCD圖像上的暗弱空間碎片的定位結果；⑹．定位結果的存儲和顯示。本發明能夠在CCD圖像曝光時間較長的情況下，實現對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。該方法的實際處理效果好，能夠廣泛地應用到空間碎片監測中。
文檔編號G01C11/00GK102494674SQ20111036882
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者張曉祥, 魯春林 申請人:中國科學院紫金山天文臺