[發明專利]快速星圖匹配方法

無效

• 申請號: 201110361108.X
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102506829A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 張曉祥;高昕
• 申請（專利權）人: 中國科學院紫金山天文臺
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 栗仲平

技術領域

本發明是一種星圖快速匹配方法，在CCD圖像中心指向存在較大指向誤差的情況下，它能夠快速完成理論星圖和實測星圖的匹配，是一種的非常好的理論星圖和實測星圖的匹配方法。

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。

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，通常需要進行實測星圖和恒星庫中的理論星圖進行匹配，從而確定CCD圖像的中心指向的修正量，依據此中心指向的修正結果給出空間碎片的定位結果。對于固定站的觀測設備來說，他可以事先做好靜態指向誤差修正模型，從而能夠實現理論星圖和實測星圖的快速匹配，而對于一些移動式設備，若要使其向固定設備一樣使用，必然給使用者帶來不方便，所以本方法就是基于這種背景下提出來的，他可以在指向誤差較大的情況下，實現理論星圖和實測星圖的快速匹配。

發明內容

本發明提供一種星圖快速匹配方法，能夠根據CCD圖像中心指向誤差的不同，快速完成CCD圖像上的實測星圖和恒星星庫中的理論星圖的匹配，從而給出CCD圖像的中心指向的修正量，依據此中心指向的修正結果給出空間碎片的定位結果。

完成上述發明任務的技術方案是：一種星圖快速匹配方法，觀測系統的計算機按照以下步驟工作：

⑴.恒星理論星圖生成；

⑵.?CCD圖像背景估計；

⑶.?CCD圖像全視場掃描；

⑷.實測星圖生成；

⑸.理論星圖和實測星圖的匹配；

⑹.依據步驟⑸得到的理論星圖和實測星圖的匹配中心指向的修正結果及圖像的旋轉角，給出空間碎片的定位結果。

本發明是在觀測系統的計算機中輸入采集的CCD圖像，依次采用上述五個步驟，最后得到CCD圖像的中心指向誤差的修正量及圖像的旋轉角，依據此中心指向的修正結果及圖像的旋轉角給出空間碎片的定位結果。

更優化和更具體描述以上各步驟如下：

⑴.恒星理論星圖生成

觀測系統的計算機根據采集的CCD圖像的時間和指向信息，檢索恒星庫中的恒星，按照給定的理論星圖生成門限，生成恒星理論星圖庫，存儲在計算機內存指定的緩沖區中，供實測星圖和理論星圖匹配時使用。

⑵.CCD圖像背景估計

對CCD圖像進行綜合分析，建立CCD圖像背景估計的數學模型，以用于CCD圖像的背景估計結果，供CCD圖像全視場掃描使用。

⑶.CCD圖像全視場掃描

????按照CCD圖像背景估計結果，對CCD圖像進行圖像分割，并且按照給定的星象掃描門限，進行CCD圖像的全視場掃描，掃描出的星象具有橫向坐標、縱向坐標、像素數及信噪比等特征信息，供實測星圖生成時使用。

⑷.實測星圖生成

依據CCD圖像全視場掃描結果，按照給定的門限生成實測星圖存儲在計算機內存指定的緩沖區中，供實測星圖和理論星圖匹配時使用。

⑸.理論星圖和實測星圖的匹配

根據理論星圖和實測星圖，采用給定的數學模型進行兩種星圖的自動匹配，給出CCD圖像的中心指向的誤差修正量和CCD圖像的旋轉角，

⑹.?觀測系統計算機的軟件系統，可以依據此處理結果，對空間碎片進行定位，并可以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“觀測系統的計算機”可以采用現有技術中天文望遠鏡的“觀測系統的計算機”。

本發明提供一種星圖快速匹配方法，在CCD圖像中心指向存在較大指向誤差的情況下，它能夠快速完成理論星圖和實測星圖的匹配，是一種的非常好的理論星圖和實測星圖的匹配方法。修正后的中心指向精度可以優于像元分辨率的一半。該方法的實際處理效果好，能夠廣泛地應用到科研及工程領域中。

附圖說明

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，星圖快速匹配方法，參照圖1，觀測系統的計算機按照以下步驟工作。⑴.恒星理論星圖生成：觀測系統的計算機根據采集的CCD圖像的時間和指向信息，檢索恒星庫中的恒星，按照給定的理論星圖生成門限，生成恒星理論星圖庫，存儲在計算機內存指定的緩沖區中，供實測星圖和理論星圖匹配時使用。⑵.CCD圖像背景估計：對CCD圖像進行綜合分析，建立CCD圖像背景估計的數學模型，以用于CCD圖像的背景估計結果，供CCD圖像全視場掃描使用。⑶.CCD圖像全視場掃描：按照CCD圖像背景估計結果，對CCD圖像進行圖像分割，并且按照給定的星象掃描門限，進行CCD圖像的全視場掃描，掃描出的星象具有橫向坐標、縱向坐標、像素數及信噪比等特征信息，供實測星圖生成時使用。⑷.實測星圖生成：依據CCD圖像全視場掃描結果，按照給定的門限生成實測星圖存儲在計算機內存指定的緩沖區中，供實測星圖和理論星圖匹配時使用。⑸.理論星圖和實測星圖的匹配：根據理論星圖和實測星圖，采用給定的數學模型進行兩種星圖的自動匹配，給出CCD圖像的中心指向的誤差修正量和CCD圖像的旋轉角；⑹.?觀測系統計算機的軟件系統，可以依據此處理結果，對空間碎片進行定位，并可以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。