专利名称：卫星的探测方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光电对抗技术领域，尤其涉及一种卫星的探测方法和装置。
背景技术：
卫星在现代军事和经济领域中的作用越来越重要，为了抢占空间优势，在发展卫星技术的同时也需要研制反卫星技术。掌握卫星在空间的运行情况是对卫星进行攻击的基础，“被发现就意味着被摧毁”已成为高技术战争的显著特点，因此，卫星隐身技术和反隐身技术也越来越重要。所谓光学隐身，就是指通过一定的手段使得目标的光学辐射特征融于背景中，从而使得探测仪器不能从背景中发现目标。目前，卫星的光学隐身技术主要包括可见光隐身技术、红外隐身技术和激光隐身技术。可见光隐身技术的主要技术特点是降低卫星对于太阳光的反射，红外隐身技术的主要技术特点是降低卫星自身的红外辐射，激光隐身技术的主要技术特点是设法减少卫星对激光的反射。现有技术中的一种探测卫星的方法为可见光探测方法。该方法是一种被动式探测方法，其实现过程主要包括探测系统被动收集目标卫星的反射光信息，根据该反射光信息分析目标卫星与背景之间的亮度、色度、运动三个视觉信号参数所对应的对比特征。然后，根据分析得到的上述对比特征来探测目标卫星的位置和速度等相关信息。在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题由于现在卫星的光学隐身技术的不断发展，使得上述探测系统被动接受到的目标卫星的反射光的强度很弱，根据该反射光不能分析出目标卫星的相关信息，进而探测不到目标卫星。

发明内容
本发明的实施例提供了一种卫星的探测方法及装置，以实现主动地有效地探测卫星的相关信息。一种卫星的探测方法，包括采用光发射装置向宇宙空间发射非可见光波段的光信号，收集从宇宙空间中返回的所述非可见光波段的光信号的反射光信号；通过滤光装置对所述反射光信号进行过滤，滤除掉所述反射光信号中包含的宇宙空间的背景杂光，获取宇宙空间中的卫星返回的反射光信号；对所述卫星返回的反射光信号进行信号分析处理，获取所述卫星的信息。一种卫星的探测系统，包括光信号发送装置，用于采用光发射装置向宇宙空间发射非可见光波段的光信号；反射光信号收集装置，用于收集从宇宙空间中返回的所述非可见光波段的光信号的反射光信号；滤光装置，用于对所述反射光信号进行过滤，滤除掉所述反射光信号中包含的宇宙空间的背景杂光，获取宇宙空间中的卫星返回的反射光信号；
光信号分析装置，用于对所述卫星返回的反射光信号进行信号分析处理，获取所述卫星的信息。由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例利用非可见光波段的光信号对实现了可见光隐身的卫星进行探测，只要存在目标卫星就可以由其反射回波特性轻易地获得目标卫星的相关信息，避免了被动探测的卫星信号过弱的缺点，具有较高的分辨率和测距精度。


为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例一提供的一种对卫星进行主动探测的方法的原理示意图；图2为本发明实施例一提供的一种对卫星进行主动探测的方法的处理流程图；图3为本发明实施例二提供的一种对卫星进行主动探测的系统的具体结构图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。实施例一该实施例提供的一种对卫星进行主动探测的方法的原理示意图如图1所示，该方法的处理流程如图2所示，包括如下的处理步骤步骤21、采用光发射装置向宇宙空间发射非可见光波段的光信号，收集从宇宙空间中返回的所述非可见光波段的光信号的反射光信号。采用了光学隐身技术的卫星大大降低了卫星对可见光的反射，在可见光波段的反射特性很小，但是在非可见光波段的反射特性比较大，并且与宇宙背景有着较大的差别，上述可见光的波段范围是0. 4 0. 7 μ m。本发明实施例采用光发射装置向宇宙空间发射非可见光波段的光信号，当该光信号照射到宇宙空间中的卫星后，由于卫星(包括采用了光学隐身技术的卫星或者没有采用光学隐身技术的卫星)在非可见光波段的反射特性都比较大，上述卫星将返回强度比较大的上述非可见光波段的光信号的反射光信号。通过反射光收集装置收集从宇宙空间中返回的所述非可见光波段的光信号的反射光信号。上述非可见光波段的光信号可以为1064nm的激光，该激光可以通过激光器来发射。上述1064nm的激光波长比微波要短，因此具有更高的分辨率和测距精度。当上述非可见光波段的光信号为1064nm的激光时，上述反射光收集装置可以为鱼眼透镜光学系统，该鱼眼透镜光学系统可以实现接受大视场范围内的反射回波。步骤22、通过滤光装置对所述反射光信号进行过滤，滤除掉所述反射光信号中包含的宇宙空间的背景杂光，获取宇宙空间中的卫星返回的反射光信号。卫星在非可见光波段的反射特性和宇宙空间背景有着较大的差别的特性，卫星会对非可见光波段的光产生反射现象，但是宇宙背景不会产生这种反射现象，当非可见光通过宇宙背景时，光按传播规律在宇宙中传播，不会产生反射光的现象。如果探测区域中没有隐身卫星的话，探测器是不会接受到回波反射信号的。因此，上述反射光信号中主要包括上述卫星返回的上述非可见光波段的光信号的反射光信号，另外还包含一些宇宙空间中本身存在的背景杂光。利用上述宇宙空间中本身存在的背景杂光的波段等特性，通过滤光装置对上述反射光信号进行过滤，滤除掉宇宙空间中本身存在的背景杂光，得到从上述卫星返回的上述非可见光波段的光信号的反射光信号。上述滤光装置可以为带通滤光片，使得1064nm附近波段的激光可以通过，滤除了宇宙空间中的背景杂光。步骤23、通过基于CCD (Charge-coupled Device,电荷耦合元件)的光信号分析装置对上述过滤后的反射光信号进行处理，获取上述卫星的二维图像等相关信息。上述光信号分析装置的处理过程主要包括通过CXD摄像头图像传感器对上述过滤后的反射光信号进行感应获取光强度信号，将该该光强度信号转换为模拟的电信号。然后，通过模拟/数字信号转换系统将上述模拟的电信号转换为数字信号，并将该数字信号通过数据接口传输到计算机中。所述数据接口可以使用并行接口，USB(UniverSal Serial BUS，通用串行总线)总线接口或者PCI (Peripheral Component hterconnect，外设组件互连标准)总线接口。上述计算机接收到上述数字信号后，可以通过存储装置将上述数字信号进行存储。上述计算机可以通过图像显示装置将上述数字信号转换为二维图像的像素数据，根据该像素数据显示上述卫星的二维图像。上述计算机还可以通过获得的二维图像，利用软件的混合编程获得上述卫星的三维图像。实施例二该实施例提供了一种卫星的探测系统，其具体结构如图3所示，包括如下的单元光信号发送装置31，用于采用光发射装置向宇宙空间发射非可见光波段的光信号，所述的非可见光波段的光信号包括1064nm波段的激光。反射光信号收集装置32，用于收集从宇宙空间中返回的所述非可见光波段的光信号的反射光信号。当上述非可见光波段的光信号为1064nm的激光时，上述反射光收集装置可以为鱼眼透镜光学系统，该鱼眼透镜光学系统可以实现接受大视场范围内的反射回波。滤光装置33，用于对所述反射光信号进行过滤，滤除掉所述反射光信号中包含的宇宙空间的背景杂光，获取宇宙空间中的卫星返回的反射光信号。上述滤光装置可以为带通滤光片，使得1064nm附近波段的激光可以通过，滤除了宇宙空间中的背景杂光。光信号分析装置34，用于对所述卫星返回的反射光信号进行信号分析处理，获取所述卫星的信息。具体而言，所述的滤光装置33可以包括
分析模块331，根据卫星对非可见光的反射特性和宇宙空间背景对非可见光的透过性之间的差别，确定所述反射光信号中包括从所述卫星返回的所述非可见光波段的光信号的反射光信号和宇宙空间中的背景杂光；过滤模块332，用于根据所述宇宙空间中的背景杂光的波段特性，通过滤光装置对所述反射光信号进行过滤，滤除掉所述宇宙空间中的背景杂光，得到从所述卫星返回的上述非可见光波段的光信号的反射光信号。具体而言，所述的，所述的光信号分析装置34可以包括C⑶摄像头图像传感器341，用于对所述卫星返回的反射光信号进行感应获取所述卫星的光强度信号，并将该光强度信号转化为模拟电信号。模拟/数字信号转换器342，用于接收所述CCD摄像头图像传感器传输过来的模拟的电信号，将所述模拟的电信号转换为数字信号，并将该数字信号通过数据接口传输给计算机；计算机343，用于通过信号分析系统对所述模拟/数字信号转换器传输过来的数字信号进行处理，将所述数字信号转换为二维图像的像素数据，根据该像素数据显示所述卫星的二维图像，并所述卫星的二维图像进行存储。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory, RAM)等。综上所述，本发明实施例利用非可见光波段的光信号对实现了可见光隐身的卫星进行探测，只要存在目标卫星就可以由其反射回波特性轻易地获得目标卫星的相关信息， 避免了被动探测的卫星信号过弱的缺点，具有较高的分辨率和测距精度。本发明实施例通过基于CCD的光信号分析装置对卫星的反射光信号进行分析处理，可以获得卫星的二维图像等信息。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种卫星的探测方法，其特征在于，包括采用光发射装置向宇宙空间发射非可见光波段的光信号，收集从宇宙空间中返回的所述非可见光波段的光信号的反射光信号；通过滤光装置对所述反射光信号进行过滤，滤除掉所述反射光信号中包含的宇宙空间的背景杂光，获取宇宙空间中的卫星返回的反射光信号；对所述卫星返回的反射光信号进行信号分析处理，获取所述卫星的信息。
2.根据权利要求1所述的卫星的探测方法，其特征在于，所述的通过滤光装置对所述反射光信号进行过滤，滤除掉所述反射光信号中包含的宇宙空间的背景杂光，获取宇宙空间中的卫星返回的反射光信号，包括根据卫星对非可见光的反射特性和宇宙空间背景对非可见光的透过性之间的差别，确定所述反射光信号中包括从所述卫星返回的所述非可见光波段的光信号的反射光信号和宇宙空间中的背景杂光；根据所述宇宙空间中的背景杂光的波段特性，通过滤光装置对所述反射光信号进行过滤，滤除掉所述宇宙空间中的背景杂光，得到从所述卫星返回的上述非可见光波段的光信号的反射光信号。
3.根据权利要求1或2所述的卫星的探测方法，其特征在于，所述的对所述卫星返回的反射光信号进行信号分析处理，获取所述卫星的信息，包括通过电荷耦合元件CCD摄像头图像传感器对所述卫星返回的反射光信号进行感应获取所述卫星的光强度信号，并将该光强度信号转化为模拟电信号。
4.根据权利要求3所述的卫星的探测方法，其特征在于，所述的对所述卫星返回的反射光信号进行信号分析处理，获取所述卫星的信息，还包括通过模拟/数字信号转换系统将所述模拟的电信号转换为数字信号，并将该数字信号通过数据接口传输到计算机中；所述计算机接收到所述数字信号后，通过信号分析系统对所述数字信号进行处理，将所述数字信号转换为二维图像的像素数据，根据该像素数据显示所述卫星的二维图像，并对所述卫星的二维图像进行存储。
5.根据权利要求1所述的卫星的探测方法，其特征在于，所述的非可见光波段的光信号包括1064nm波段的激光。
6.一种卫星的探测系统，其特征在于，包括光信号发送装置，用于采用光发射装置向宇宙空间发射非可见光波段的光信号；反射光信号收集装置，用于收集从宇宙空间中返回的所述非可见光波段的光信号的反射光信号；滤光装置，用于对所述反射光信号进行过滤，滤除掉所述反射光信号中包含的宇宙空间的背景杂光，获取宇宙空间中的卫星返回的反射光信号；光信号分析装置，用于对所述卫星返回的反射光信号进行信号分析处理，获取所述卫星的信息。
7.根据权利要求6所述的卫星的探测系统，其特征在于，所述的滤光装置包括分析模块，根据卫星对非可见光的反射特性和宇宙空间背景对非可见光的透过性之间的差别，确定所述反射光信号中包括从所述卫星返回的所述非可见光波段的光信号的反射光信号和宇宙空间中的背景杂光；过滤模块，用于根据所述宇宙空间中的背景杂光的波段特性，通过滤光装置对所述反射光信号进行过滤，滤除掉所述宇宙空间中的背景杂光，得到从所述卫星返回的上述非可见光波段的光信号的反射光信号。
8.根据权利要求6或7所述的卫星的探测系统，其特征在于，所述的光信号分析装置包括电荷耦合元件CCD摄像头图像传感器，用于对所述卫星返回的反射光信号进行感应获取所述卫星的光强度信号，并将该光强度信号转化为模拟电信号。
9.根据权利要求8所述的卫星的探测系统，其特征在于，所述的光信号分析装置还包括模拟/数字信号转换器，用于接收所述CCD摄像头图像传感器传输过来的模拟的电信号，将所述模拟的电信号转换为数字信号，并将该数字信号通过数据接口传输给计算机；计算机，用于通过信号分析系统对所述模拟/数字信号转换器传输过来的数字信号进行处理，将所述数字信号转换为二维图像的像素数据，根据该像素数据显示所述卫星的二维图像，并对所述卫星的二维图像进行存储。
全文摘要
本发明实施例提供了一种卫星的探测方法和装置。该方法主要包括采用光发射装置向宇宙空间发射非可见光波段的光信号，收集从宇宙空间中返回的所述非可见光波段的光信号的反射光信号；通过滤光装置对所述反射光信号进行过滤，滤除掉所述反射光信号中包含的宇宙空间的背景杂光，获取宇宙空间中的卫星返回的反射光信号；对所述卫星返回的反射光信号进行信号分析处理，获取所述卫星的信息。本发明实施例利用非可见光波段的光信号对实现了可见光隐身的卫星进行探测，避免了被动探测的卫星信号过弱的缺点，具有较高的分辨率和测距精度。
文档编号G01V8/12GK102213774SQ20111009101
公开日2011年10月12日 申请日期2011年4月12日 优先权日2011年4月12日
发明者和婷, 牛燕雄 申请人:北京航空航天大学