专利名称：快速星图匹配方法
技术领域：
本发明是一种星图快速匹配方法，在CXD图像中心指向存在较大指向误差的情况下，它能够快速完成理论星图和实测星图的匹配，是一种的非常好的理论星图和实测星图的匹配方法。
背景技术：
在科研、军事等许多领域，都需要对空间碎片进行监视，从而给出空间碎片的每一个瞬间在天空中的位置及其变化，确定空间碎片的运行轨道，从而获取空间碎片精确的信肩、οCCD的发明，替代了传统的照相观测，成为了空间碎片监视的有效手段之一，尤其对中高轨道的空间碎片。在对空间碎片观测的过程中，为了提高空间碎片的定位精度，通常需要进行实测星图和恒星库中的理论星图进行匹配，从而确定CCD图像的中心指向的修正量，依据此中心指向的修正结果给出空间碎片的定位结果。对于固定站的观测设备来说，他可以事先做好静态指向误差修正模型，从而能够实现理论星图和实测星图的快速匹配，而对于一些移动式设备，若要使其向固定设备一样使用，必然给使用者带来不方便，所以本方法就是基于这种背景下提出来的，他可以在指向误差较大的情况下，实现理论星图和实测星图的快速匹配。

发明内容
本发明提供一种星图快速匹配方法，能够根据CXD图像中心指向误差的不同，快速完成CXD图像上的实测星图和恒星星库中的理论星图的匹配，从而给出CXD图像的中心指向的修正量，依据此中心指向的修正结果给出空间碎片的定位结果。完成上述发明任务的技术方案是一种星图快速匹配方法，观测系统的计算机按照以下步骤工作
(1).恒星理论星图生成；
(2).CCD图像背景估计；
(3).C⑶图像全视场扫描；
(4).实测星图生成；
(5).理论星图和实测星图的匹配；
(6).依据步骤⑶得到的理论星图和实测星图的匹配中心指向的修正结果及图像的旋转角，给出空间碎片的定位结果。本发明是在观测系统的计算机中输入采集的CCD图像，依次采用上述五个步骤， 最后得到CCD图像的中心指向误差的修正量及图像的旋转角，依据此中心指向的修正结果及图像的旋转角给出空间碎片的定位结果。更优化和更具体描述以上各步骤如下 ⑴.恒星理论星图生成观测系统的计算机根据采集的CCD图像的时间和指向信息，检索恒星库中的恒星，按照给定的理论星图生成门限，生成恒星理论星图库，存储在计算机内存指定的缓冲区中，供实测星图和理论星图匹配时使用。(2) . CXD图像背景估计
对CCD图像进行综合分析，建立CCD图像背景估计的数学模型，以用于CCD图像的背景估计结果，供CCD图像全视场扫描使用。(3) . CXD图像全视场扫描
按照CCD图像背景估计结果，对CCD图像进行图像分割，并且按照给定的星象扫描门限，进行CCD图像的全视场扫描，扫描出的星象具有横向坐标、纵向坐标、像素数及信噪比等特征信息，供实测星图生成时使用。(4).实测星图生成
依据CCD图像全视场扫描结果，按照给定的门限生成实测星图存储在计算机内存指定的缓冲区中，供实测星图和理论星图匹配时使用。(5).理论星图和实测星图的匹配
根据理论星图和实测星图，采用给定的数学模型进行两种星图的自动匹配，给出CCD 图像的中心指向的误差修正量和CXD图像的旋转角，
(6).观测系统计算机的软件系统，可以依据此处理结果，对空间碎片进行定位，并可以通过显示系统显示出来，以及存储在计算机系统的存储介质中。本发明所涉及的“观测系统的计算机”可以采用现有技术中天文望远镜的“观测系统的计算机”。本发明提供一种星图快速匹配方法，在CXD图像中心指向存在较大指向误差的情况下，它能够快速完成理论星图和实测星图的匹配，是一种的非常好的理论星图和实测星图的匹配方法。修正后的中心指向精度可以优于像元分辨率的一半。该方法的实际处理效果好，能够广泛地应用到科研及工程领域中。


图1为各装置组合成本发明系统的示意图。
具体实施例方式实施例1，星图快速匹配方法，参照图1，观测系统的计算机按照以下步骤工作。 (1).恒星理论星图生成观测系统的计算机根据采集的C⑶图像的时间和指向信息，检索恒星库中的恒星，按照给定的理论星图生成门限，生成恒星理论星图库，存储在计算机内存指定的缓冲区中，供实测星图和理论星图匹配时使用。⑵.(XD图像背景估计对CXD图像进行综合分析，建立CCD图像背景估计的数学模型，以用于CCD图像的背景估计结果，供CCD 图像全视场扫描使用。⑶.CXD图像全视场扫描按照CXD图像背景估计结果，对CXD图像进行图像分割，并且按照给定的星象扫描门限，进行CCD图像的全视场扫描，扫描出的星象具有横向坐标、纵向坐标、像素数及信噪比等特征信息，供实测星图生成时使用。W).实测星图生成依据CCD图像全视场扫描结果，按照给定的门限生成实测星图存储在计算机内存指定的缓冲区中，供实测星图和理论星图匹配时使用。(5).理论星图和实测星图的匹配根据理论星图和实测星图，采用给定的数学模型进行两种星图的自动匹配，给出CCD图像的中心指向的误差修正量和CXD图像的旋转角；(6).观测系统计算机的软件系统，可以依据此处理结果，对空间碎片进行定位，并可以通过显示系统显示出来，以及存储在计算机系统的存储介质中。
权利要求
1.一种星图快速匹配方法，其特征在于，观测系统的计算机按照以下步骤工作⑴.恒星理论星图生成；(2).CCD图像背景估计；(3).C⑶图像全视场扫描；(4).实测星图生成；(5).理论星图和实测星图的匹配；(6).依据步骤⑶得到的理论星图和实测星图的匹配中心指向的修正结果及图像的旋转角，给出空间碎片的定位结果。
2.根据权利要求1所述的星图快速匹配方法，其特征在于，步骤⑴所述的恒星理论星图生成，具体操作如下观测系统的计算机根据采集的CCD图像的时间和指向信息，检索恒星库中的恒星，按照给定的理论星图生成门限，生成恒星理论星图库，存储在计算机内存指定的缓冲区中，供实测星图和理论星图匹配时使用。
3.根据权利要求1所述的星图快速匹配方法，其特征在于，步骤⑵所述的CXD图像背景估计，具体操作如下观测系统的计算机对CCD图像进行综合分析，建立CCD图像背景估计的数学模型，以用于CCD图像的背景估计结果，供CCD图像全视场扫描使用。
4.根据权利要求1所述的星图快速匹配方法，其特征在于，步骤⑶所述的CCD图像全视场扫描，具体操作如下观测系统的计算机按照CCD图像背景估计结果，对CCD图像进行图像分割，并且按照给定的星象扫描门限，进行CCD图像的全视场扫描，扫描出的星象具有横向坐标、纵向坐标、像素数及信噪比等特征信息，供实测星图生成时使用。
5.根据权利要求1所述的星图快速匹配方法，其特征在于，步骤⑷所述的实测星图生成，具体操作如下观测系统的计算机依据CCD图像全视场扫描结果，按照给定的门限生成实测星图存储在计算机内存指定的缓冲区中，供实测星图和理论星图匹配时使用。
6.根据权利要求ι所述的星图快速匹配方法，其特征在于，步骤ω所述的理论星图和实测星图的匹配，具体操作如下观测系统的计算机根据理论星图和实测星图，采用给定的数学模型进行两种星图的自动匹配，给出CCD图像的中心指向的误差修正量和CCD图像的旋转角。
全文摘要
星图快速匹配方法，其特征在于，观测系统的计算机按照以下步骤工作⑴恒星理论星图生成；⑵CCD图像背景估计；⑶CCD图像全视场扫描；⑷实测星图生成；⑸理论星图和实测星图的匹配；⑹依据步骤⑸得到的理论星图和实测星图的匹配中心指向的修正结果及图像的旋转角，给出空间碎片的定位结果。本发明在CCD图像中心指向存在较大指向误差的情况下，它能够快速完成理论星图和实测星图的匹配，是一种的非常好的理论星图和实测星图的匹配方法。修正后的中心指向精度可以优于像元分辨率的一半。该方法的实际处理效果好，能够广泛地应用到科研及工程领域中。
文档编号G01C11/00GK102506829SQ201110361108
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者张晓祥, 高昕 申请人:中国科学院紫金山天文台