[發(fā)明專利]一種以全天空成像為背景的星圖顯示方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010445773.6
• 申請日: 2020-05-25
• 公開（公告）號: CN111536965B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王昊京;劉佳梁
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號: G01C21/02
• 分類號: G01C21/02
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 22214
• 代理人: 朱紅玲

1.一種以全天空成像為背景的星圖顯示方法，其特征是：以全天空成像為背景圖像，將星體顯示于所述背景圖像上；具體實(shí)現(xiàn)方式為：

步驟一、采用相機(jī)拍攝全天空成像圖，確定全天空成像圖中的方向，所述全天空成像圖的形狀為圓形；

步驟二、根據(jù)顯示的星體通過坐標(biāo)映射，確定所述星體在全天空成像圖上對應(yīng)的位置，并將星體顯示在全天空成像圖上；

步驟三、定時(shí)更新全天空成像圖，返回執(zhí)行步驟一，實(shí)時(shí)獲得以全天空成像為背景的星圖；

所述坐標(biāo)映射的具體方式為：

全天空成像圖的定位信息P包括天空中星體的仰角El和方位角AZ，確定所述星體的仰角El和方位角AZ后，根據(jù)全天空成像圖的像素點(diǎn)獲得星體在空間中的定位信息；

建立全天空成像圖中像素點(diǎn)P(x,y)與星體的定位信息P(El,AZ)的數(shù)學(xué)模型，星體的仰角El的建模方法如下：

設(shè)定星體的n個點(diǎn)T₀,T₁,……T_i……T_n位于空間中直線T₀T_n上，且在焦平面XOY的對應(yīng)像素點(diǎn)為P₀,P₁,……P_i……P_n；

P₀為全天空成像圖的幾何中心，并與焦平面的原點(diǎn)O重合；n個點(diǎn)T₀,T₁,……T_i……T_n在水平面上的實(shí)際投影點(diǎn)為P₀’,P₁’,……P_i’……P_n’，則對于任意一點(diǎn)T_i，在空間中的仰角El_i定義為：

建立的全天空成像圖中的像素點(diǎn)P(x,y)與天空中星體的仰角El之間的函數(shù)關(guān)系為：

式中，I為全天空成像圖，在焦平面XOY上的全天空成像圖中，以原點(diǎn)O為圓心，r為半徑的圓C上的兩個像素點(diǎn)P和q所對應(yīng)的仰角滿足：

El_p＝El_q,P,q∈C

所述焦平面XOY中的全天空成像圖上的像素點(diǎn)P(x,y)所對應(yīng)的仰角El_q關(guān)于原點(diǎn)O對稱，用下式表示為：

其中g(shù)(r)∈C[0,r_max]，通過標(biāo)定獲得離散的點(diǎn)集

采用最小二乘法，用正交多項(xiàng)式作基，擬合函數(shù)g^*(r)逼近g(r)，求取擬合多項(xiàng)式函數(shù)g*(r)：

所述擬合函數(shù)g*(r)在span{P₀,P₁,……P_n}取，且是正交多項(xiàng)式函數(shù)族，多項(xiàng)式的系數(shù)用下式表示為：

式中，ω(r_j)為多項(xiàng)式的權(quán)；

所述方位角AZ的獲取過程為：

設(shè)定從正北方向順時(shí)針轉(zhuǎn)向目標(biāo)位置時(shí)所轉(zhuǎn)過的角度為方位角AZ，設(shè)定Y軸指向正北方向，X軸為正東方向，像素點(diǎn)P(x,y)所對應(yīng)的方位角AZ由下式表示為：