[發(fā)明專利]一種火流星事件光電監(jiān)測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110862703.5
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113596332B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂游;李振偉;劉承志;孫明國
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院國家天文臺長春人造衛(wèi)星觀測站
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N23/61;H04N23/695;G01S19/14
• 代理公司: 常州品益專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32401
• 代理人: 侯慧娜

1.一種火流星事件光電監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

全天區(qū)監(jiān)視分系統(tǒng)，用以收集背景天光及恒星光子，以一定頻率獲取全天區(qū)圖像數(shù)據(jù)，并將獲取的所述全天區(qū)圖像數(shù)據(jù)傳輸至目標識別與導(dǎo)引分系統(tǒng)；

目標識別與導(dǎo)引分系統(tǒng)，用以接收并處理所述全天區(qū)監(jiān)視分系統(tǒng)發(fā)送的所述全天區(qū)圖像數(shù)據(jù)，以識別火流星，獲取火流星星象中心位置信息，并向主控分系統(tǒng)發(fā)出火流星觸發(fā)信號和導(dǎo)引信息；

主控分系統(tǒng)，用以接收所述目標識別與導(dǎo)引分系統(tǒng)發(fā)送的所述火流星觸發(fā)信號、接收并發(fā)布所述目標識別與導(dǎo)引分系統(tǒng)發(fā)送的火流星導(dǎo)引信息、發(fā)布圖像數(shù)據(jù)采集命令、顯示與存儲圖像數(shù)據(jù)信息和火流星觀測執(zhí)行情況報告并獲取火流星的位置信息和光學(xué)信息；

圖像采集分系統(tǒng)，用以接收所述主控分系統(tǒng)發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)采集命令，并將采集到的圖像數(shù)據(jù)傳輸至所述主控分系統(tǒng)；

目標跟蹤分系統(tǒng)，用以接收并執(zhí)行所述主控分系統(tǒng)發(fā)送的火流星導(dǎo)引信息，控制所述圖像采集分系統(tǒng)指向指定位置，并以一定頻率向所述主控分系統(tǒng)發(fā)送所述目標跟蹤分系統(tǒng)所述的位置信息；

時間分系統(tǒng)，用以為所述全天區(qū)監(jiān)視分系統(tǒng)、圖像采集分系統(tǒng)和主控分系統(tǒng)提供時間信息；

全天區(qū)監(jiān)視分系統(tǒng)收集背景天光及恒星光子，以一定頻率獲取全天區(qū)圖像數(shù)據(jù)，并將獲取的全天區(qū)圖像數(shù)據(jù)傳輸至目標識別與導(dǎo)引分系統(tǒng)，目標識別與導(dǎo)引分系統(tǒng)接收全天區(qū)監(jiān)視分系統(tǒng)發(fā)送的全天區(qū)圖像數(shù)據(jù)并進行處理，識別火流星并獲取火流星星象中心位置信息，向主控分系統(tǒng)發(fā)送事件觸發(fā)信號和導(dǎo)引信息，包括方位角A_sj和高度角h_k，主控分系統(tǒng)接收目標識別與導(dǎo)引分系統(tǒng)發(fā)送的事件觸發(fā)信號和導(dǎo)引信息，主控分系統(tǒng)將接收到的導(dǎo)引信息發(fā)送至目標跟蹤分系統(tǒng)，目標跟蹤分系統(tǒng)接收到主控分系統(tǒng)發(fā)送的導(dǎo)引信息方位角A_sj和高度角h_k后，開啟運動，帶動圖像采集分系統(tǒng)指向指定位置，圖像采集分系統(tǒng)以一定頻率向主控分系統(tǒng)發(fā)送目標跟蹤分系統(tǒng)所處的方位角和高度角位置信息，時間分系統(tǒng)接收GPS信號，為全天區(qū)監(jiān)視分系統(tǒng)、圖像采集分系統(tǒng)和主控分系統(tǒng)提供時間信息；

所述目標識別與導(dǎo)引分系統(tǒng)識別火流星的過程為：

接收所述全天區(qū)監(jiān)視分系統(tǒng)發(fā)送的全天區(qū)圖像數(shù)據(jù)；

將接收到的相鄰三幅所述全天區(qū)圖像數(shù)據(jù)相減，去除背景天光和噪聲信息，識別出移動目標；

統(tǒng)計所述移動目標記錄的光子數(shù)，并與火流星光子數(shù)閾值進行比較；

光子數(shù)大于火流星光子數(shù)閾值的所述移動目標被判定為火流星，向主控分系統(tǒng)發(fā)出火流星觸發(fā)信號；

所述目標識別與導(dǎo)引分系統(tǒng)獲取火流星導(dǎo)引信息的過程為：

根據(jù)全天區(qū)圖像數(shù)據(jù)的中心坐標(x₀,y₀)和全天區(qū)圖像數(shù)據(jù)的像素數(shù)量2m×2n，建立直角坐標系，且該直角坐標系的原點為全天區(qū)圖像數(shù)據(jù)的中心坐標(x₀,y₀)，x軸平行于南北方向，其正向指南，y軸平行于東西方向，其正向指西，該直角坐標系x軸的數(shù)值范圍為(-m,m)，該直角坐標系y軸的數(shù)值范圍為(-n,n)；

將火流星在直角坐標系下的星象中心坐標(j,k)轉(zhuǎn)化為地平坐標系下的方位角A_sj和高度角h_k：

其中，m,n均為正整數(shù)，j,k為整數(shù)，且滿足m≥n,-m≤j≤m,-n≤k≤n。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火流星事件光電監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述直角坐標系下全天區(qū)監(jiān)視分系統(tǒng)采集的圖像數(shù)據(jù)中任一像素(p,q)對應(yīng)的監(jiān)視天區(qū)范圍F的計算公式如下：

其中，p,q為整數(shù)，且滿足-(m-1)≤p≤(m-1),-(n-1)≤q≤(n-1)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火流星事件光電監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集分系統(tǒng)的鏡筒觀測天區(qū)范圍FOV的最小值不小于所述全天區(qū)監(jiān)視分系統(tǒng)采集的圖像數(shù)據(jù)中任一像素對應(yīng)的監(jiān)視天區(qū)范圍F最大值的4倍，即滿足：

FOV_min≥4F_max?(3)

其中，F(xiàn)OV_min為圖像采集分系統(tǒng)的鏡筒觀測天區(qū)的最小值，F(xiàn)_max為全天區(qū)監(jiān)視分系統(tǒng)采集的圖像數(shù)據(jù)中任一像素對應(yīng)的監(jiān)視天區(qū)范圍的最大值。