[發明專利]超音速弱小目標跟蹤的遙感衛星閉環跟蹤驗證系統及方法

在審

• 申請號: 202211455612.0
• 申請日: 2022-11-21
• 公開（公告）號: CN116224381A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 成明輝;彭虧;鄧玥;李晉;劉帥;羅榮蒸;于忠江;張巍;吳萍萍;周希睿;許凱航;明建
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23;G03B21/14;G02B27/18;G02B27/00;G01S19/37
• 代理公司: 北京艾緯鉑知識產權代理有限公司 16101
• 代理人: 張維佳

1.一種超音速弱小目標跟蹤的遙感衛星閉環跟蹤驗證系統，其特征在于，所述系統包括：

圖像生成器，用于根據跟蹤轉臺的實時指向，仿真遙感衛星在軌工作場景下對應的仿真視景圖像以及接收主控平臺產生的處理結果；所述仿真視景圖像內容包括對地背景、對空背景以及超音速弱小目標；

視景模擬器，用于接收所述仿真視景圖像，并將所述視景圖像投影到屏幕上；

載荷模擬器，包括轉臺以及固連在轉臺上的相機；通過相機采集所述屏幕上顯示的圖像，將所述圖像進行預處理，獲得與所述遙感衛星在軌工作場景的真實場景對應一致的模擬圖像；所述跟蹤轉臺用于跟蹤所述超音速弱小目標；

圖像組幀與傳輸模塊，用于接收所述模擬圖像，將所述模擬圖像、與所述模擬圖像對應的輔助信息按照星上格式進行拼幀；將拼幀后生成的圖像數據按照傳輸協議傳輸至主控平臺；

主控平臺，用于各模擬器信息的收集與分發，并對各模擬器產生控制信號；從所述圖像組幀與傳輸模塊獲取拼幀后生成的圖像及所述輔助信息，將處理結果發送給圖像生成器，為圖像生成器提供下一幀仿真所需數據；產生控制信息控制相機轉臺的轉動。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述圖像生成器包括目標數據計算子模塊、背景數據計算子模塊；

所述目標數據計算子模塊用于根據跟蹤轉臺的實時指向及所述超音速弱小目標的實時位置，確定所述超音速弱小目標在仿真視景圖像中預期的具體位置、分辨率大小、輻射特性，在所述仿真視景圖像背景中疊加所述超音速弱小目標；

所述背景數據計算子模塊基于現有的遙感衛星在軌工作場景下獲取的真實圖像進行反演，生成所述仿真視景圖像的對地背景、臨邊背景；基于星表進行觀測星選取，進而生成所述仿真視景圖像的對空背景。

3.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述基于現有的遙感衛星在軌工作場景下獲取的真實圖像進行反演，生成所述仿真視景圖像的對地背景、臨邊背景，包括：

從若干在軌工作場景下對應的視景圖像中分別選出各自對應的原始背景底圖，確定各原始背景圖像的成像波段，如果成像波段一致則進行輻亮度反演，獲得相機入瞳處輻亮度分布；否則，根據各原始背景底圖分別反演出對應的背景的溫度場分布，依據不同地物類型在不同譜段下的不同發射率，獲得相機入瞳處的輻亮度分布；

將所述相機入瞳處的輻亮度分布、大氣透過率、背景輻亮度進行動態疊加，得到載荷視場內場景輻亮度分布，確定載荷視場內的灰度圖像，將對地場景遙感圖像的仿真反演結果作為所述視景圖像的對地背景，將包含臨邊背景的遙感圖像的仿真反演結果作為所述視景圖像的臨邊背景。

4.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述基于星表進行觀測星選取，進而生成所述視景圖像的對空背景，包括：

基于星表選取若干觀測星，每個觀測星均作為候選星點，將各個候選星點的星等值變換為對應像面上的灰度值；

其中，將候選星點的星等值變換為對應像面上的灰度值，包括：

利用二維高斯分布函數近似表達候選星點的光斑的灰度分布，表達式如下：

式中，B代表星點最大灰度值，(x₀,y₀)為高斯分布中心點坐標，(x,y)為圖像中高斯分布中心點臨近像素的坐標位置，σ為標準差；

其中，m是候選星點的星等數值。

5.如權利要求1-4中任一項所述的系統，其特征在于，所述視景模擬器包括投影融合控制模塊、多個投影設備以及球形投影屏幕；

所述投影設備用于形成投影圖像，并基于所述投影融合控制模塊發送的信號，進行幾何校正、調整色差；

所述投影融合控制模塊用于對所述球形投影屏幕設置網格，消除各個投影融合帶，對投影融合帶進行邊緣羽化及幾何校正；對網格上的點利用幾何對準定標測試圖像進行多點聯合微調，生成與所述仿真視景圖像對應的大視角投射影像。