[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

本發(fā)明提供一種火流星事件光電監(jiān)測系統(tǒng)，包括全天區(qū)監(jiān)視分系統(tǒng)、目標識別與導(dǎo)引分系統(tǒng)、主控分系統(tǒng)、圖像采集分系統(tǒng)、目標跟蹤分系統(tǒng)和時間分系統(tǒng)，全天區(qū)監(jiān)視分系統(tǒng)獲取全天區(qū)圖像數(shù)據(jù)，并將圖像數(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)接收并處理全天區(qū)監(jiān)視分系統(tǒng)發(fā)送的全天區(qū)圖像數(shù)據(jù)，以識別火流星，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)接收火流星觸發(fā)信號；圖像采集分系統(tǒng)接收主控分系統(tǒng)發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)采集命令，將采集到的圖像數(shù)據(jù)傳輸至主控分系統(tǒng)；目標跟蹤分系統(tǒng)接收執(zhí)行主控分系統(tǒng)發(fā)送的火流星導(dǎo)引信息，控制圖像采集分系統(tǒng)指向指定位置；時間分系統(tǒng)提供時間信息，實現(xiàn)對火流星事件的全天區(qū)監(jiān)測且測量精度大大提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天文觀測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于火流星觀測的火流星事件光電監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

根據(jù)國際流星組織的規(guī)定，星等亮度在-3等以上、質(zhì)量大于5克的流星被稱為火流星，火流星在進入地球大氣層過程中發(fā)生高速摩擦，隕石會發(fā)生劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的光芒，同時伴有雷鳴或電流聲，并伴有流星在空中解體爆裂及未燃燒隕石撞擊地面現(xiàn)象。火流星作為一種天文現(xiàn)象，在流星雨發(fā)生期間發(fā)生頻率相對較高，其主要來源為太陽系內(nèi)的近地小行星或彗星在靠近地球時，在地球引力的作用下部分隕石脫離母體落入地球。火流星對人類最為直接的影響包括其在進入大氣層過程中對空間目標及航天器的干擾；未完全燃燒的隕石撞擊地面會造成大范圍的環(huán)境破壞及財產(chǎn)損失，如中國吉林、俄羅斯車里雅賓斯克、中國青海玉樹的發(fā)生的火流星事件都引起全世界范圍內(nèi)的關(guān)注。

為保障國民財產(chǎn)安全，同時為超高音速飛行研究、隕石搜尋及軌道演化等研究提供精確測量數(shù)據(jù)，必須對火流星進行監(jiān)測，確定火流星每一個時刻在空中的位置信息及光學(xué)信息。目前對火流星的監(jiān)測主要采用光電監(jiān)測技術(shù)，監(jiān)測方式為監(jiān)測系統(tǒng)指向固定天區(qū)，被動等待火流星出現(xiàn)，但是火流星存在偶然性，其發(fā)生的位置、運動方向完全隨機，同時持續(xù)時間非常短，燃燒發(fā)出的光芒變化迅速，而監(jiān)測系統(tǒng)的光學(xué)視場范圍有限，存在遺漏火流星的可能性，且采用的大部分為非科學(xué)級相機，獲取的火流星的測量數(shù)據(jù)誤差較大，無法實現(xiàn)對火流星的全天區(qū)監(jiān)測和高精度觀測功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開的一種火流星事件光電監(jiān)測系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有光電監(jiān)測裝置指向固定天區(qū)，只能被動等待火流星出現(xiàn)且獲取的火流星測量數(shù)據(jù)誤差較大的問題，實現(xiàn)對火流星的全天區(qū)監(jiān)測且測量精度大大提高。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明公開一種火流星事件光電監(jiān)測系統(tǒng)，包括全天區(qū)監(jiān)視分系統(tǒng)、目標識別與導(dǎo)引分系統(tǒng)、主控分系統(tǒng)、圖像采集分系統(tǒng)、目標跟蹤分系統(tǒng)和時間分系統(tǒng)，其中，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。

進一步地，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；