[發(fā)明專利]一種標(biāo)定穹頂恒星模擬系統(tǒng)的重疊照相測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010548820.X
• 申請(qǐng)日: 2020-06-16
• 公開（公告）號(hào): CN111664871A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于涌;齊朝祥;趙銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)
• 主分類號(hào): G01C25/00
• 分類號(hào): G01C25/00
• 代理公司: 南京業(yè)騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32321
• 代理人: 繆友益

本發(fā)明公開一種標(biāo)定穹頂恒星模擬系統(tǒng)的重疊照相測(cè)量方法，包括如下步驟：S1、采用望遠(yuǎn)鏡對(duì)穹頂作重疊照相觀測(cè)，對(duì)全部觀測(cè)圖像進(jìn)行預(yù)處理；S2、計(jì)算每幀圖像中心的球面坐標(biāo)；S3、建立參考星觀測(cè)方程；建立共同星觀測(cè)方程，通過最小二乘方法解出所有觀測(cè)圖像的底片模型參數(shù)；S4、將改正后的觀測(cè)圖像底片模型參數(shù)作用于所有星象，重新得到球面坐標(biāo)；S5、判斷S4獲取的星點(diǎn)球面坐標(biāo)與初始球面坐標(biāo)的差異，如差異大于設(shè)定閾值，則重復(fù)執(zhí)行S2～S4步驟，直至得到的球面坐標(biāo)標(biāo)定為該光源星點(diǎn)的球面坐標(biāo)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了穹頂恒星模擬系統(tǒng)的高精度和高效率的標(biāo)定，獲取每個(gè)光源星點(diǎn)的高精度球面坐標(biāo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于天文光學(xué)照相天體測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種天文觀測(cè)數(shù)據(jù)處理的方法。

背景技術(shù)

在照相天體測(cè)量領(lǐng)域，為了精確標(biāo)校光學(xué)觀測(cè)設(shè)備的系統(tǒng)參數(shù)和畸變模式，以及驗(yàn)證星象檢測(cè)和恒星識(shí)別等關(guān)鍵算法，需要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)建立一套穹頂恒星模擬系統(tǒng)。該系統(tǒng)以球形面板模擬天球，在球面上安裝多個(gè)星點(diǎn)光源模擬恒星。穹頂恒星模擬系統(tǒng)建立之后，必須對(duì)上面的星點(diǎn)光源進(jìn)行標(biāo)定，獲取它們高精度的球面坐標(biāo)，以此作為標(biāo)校其它光學(xué)觀測(cè)設(shè)備的基準(zhǔn)。

目前常規(guī)標(biāo)定方法是，采用全站儀測(cè)量穹頂恒星模擬系統(tǒng)中每個(gè)星點(diǎn)光源的球面位置(宋世澤，星空仿真穹頂建立及魚眼相機(jī)檢校技術(shù)，2017，碩士學(xué)位論文)。然而受限于全站儀設(shè)備本身的測(cè)量精度(不超過0.5″)，基于該方法測(cè)量得到的星點(diǎn)光源位置結(jié)果精度有限，難以滿足更高精度的需求。同時(shí)，該方法需要對(duì)每顆星進(jìn)行逐一測(cè)量，工作效率低。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種標(biāo)定穹頂恒星模擬系統(tǒng)的測(cè)量方法，獲取穹頂恒星模擬系統(tǒng)每個(gè)光源星點(diǎn)的球面坐標(biāo)，完成對(duì)穹頂恒星模擬系統(tǒng)的高精度和高效率的標(biāo)定，以此作為標(biāo)校其它光學(xué)觀測(cè)設(shè)備的基準(zhǔn)。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述標(biāo)定穹頂恒星模擬系統(tǒng)的重疊照相測(cè)量方法，包括如下步驟：

S1、采用望遠(yuǎn)鏡對(duì)穹頂作重疊照相觀測(cè)，覆蓋全部星點(diǎn)光源，且相鄰兩幅觀測(cè)圖像之間的重疊區(qū)域存在若干共同星；對(duì)全部觀測(cè)圖像進(jìn)行預(yù)處理；

S2、根據(jù)步驟S1的處理結(jié)果，獲取每幀觀測(cè)圖像中星點(diǎn)的量度坐標(biāo)、對(duì)應(yīng)的星點(diǎn)光源的初始球面坐標(biāo)，以及相鄰幀觀測(cè)圖像共同星對(duì)應(yīng)的星象編號(hào)，并計(jì)算每幀圖像中心的球面坐標(biāo)；

S3、根據(jù)星點(diǎn)的量度坐標(biāo)和初始球面坐標(biāo)，結(jié)合觀測(cè)圖像的底片模型參數(shù)，建立參考星觀測(cè)方程；同時(shí)根據(jù)共同星兩次觀測(cè)的球面位置嚴(yán)格相等的原則，為相鄰幀圖像中同一共同星建立觀測(cè)方程，分別計(jì)算該共同星相對(duì)兩幀圖像中心的球面坐標(biāo)的坐標(biāo)三元基，通過最小二乘方法解出所有觀測(cè)圖像的底片模型參數(shù)；

S4、將改正后的觀測(cè)圖像底片模型參數(shù)作用于所有星象，根據(jù)目標(biāo)星的量度坐標(biāo)得到其理想坐標(biāo)，進(jìn)而得到其球面坐標(biāo)；

S5、判斷S4獲取的星點(diǎn)球面坐標(biāo)與初始球面坐標(biāo)的差異，如差異大于設(shè)定閾值，則將初始球面坐標(biāo)設(shè)定為新得到的球面坐標(biāo)，并重復(fù)執(zhí)行S2～S4步驟，直至新得到的球面坐標(biāo)與初始球面坐標(biāo)的差異小于閥值，將該新得到的球面坐標(biāo)標(biāo)定為該光源星點(diǎn)的球面坐標(biāo)。

本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選地技術(shù)方案為，步驟S1用于拍攝圖像和數(shù)據(jù)收集與預(yù)處理，其具體步驟包括：

S11、采用望遠(yuǎn)鏡對(duì)穹頂作重疊照相觀測(cè)，覆蓋全部星點(diǎn)光源，且保證相鄰兩幅觀測(cè)圖像之間的重疊區(qū)域存在若干共同星；

S12、對(duì)各觀測(cè)圖像進(jìn)行處理，提取每幅觀測(cè)圖像中星點(diǎn)光源星象，計(jì)算星象中心的量度坐標(biāo)(x,y)；

S13、建立星象與星點(diǎn)光源之間的匹配，給出星象對(duì)應(yīng)的初始球面坐標(biāo)(α,δ)；

S14、通過相鄰幀圖像上星點(diǎn)光源的比較，識(shí)別重疊區(qū)域內(nèi)的共同星。