全视场仪器星等标定方法、装置和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开全视场仪器星等标定方法、装置和存储介质。该方法为：拍摄星图，对整个视场进行检测聚类，获得大量的亮点；观测星的提取，对所有亮点进行测光及定位，获得位置、灰度及不确定度、天顶角；将观测星与星表进行匹配，匹配成功后，记录以下信息，包括观测星对应的恒星星等、位置、灰度及不确定度；将全视场进行区域划分，统计该区域内所有帧已经匹配成功的恒星，以加权最小二乘法对其进行拟合，记录不同区域获得仪器星等零点；对全视场不同区域内的仪器星等零点进行多项式插值，获得不同视场处的零点修正；在不同时间段重复以上步骤，得到全时段在轨仪器星等精确修正方法。本发明专利技术可以对光电器件进行在轨仪器星等标定。对光电器件进行在轨仪器星等标定。对光电器件进行在轨仪器星等标定。

【技术实现步骤摘要】
全视场仪器星等标定方法、装置和存储介质


[0001]本专利技术涉及空间光电领域，特别一种全视场仪器星等标定方法、装置和存储介质。

技术介绍

[0002]空间光电部件，如星敏感器、星间测量相机、碎片感知相机等，均需对空间目标进行成像，精确测量(多个)目标星等信息实施更快速更精准的星图匹配，更精确的目标识别意义重大。然而，受制于光学系统设计、研制、装配，探测器和光学响应受温度影响较大等影响，不同视场处、不同温度、不同历元下恒星或空间目标在像平面所呈的像质发生变化，最终影响目标能量测量精度偏离仪器星等计算值，存在时变和空变偏差。而仪器星等偏差过大，所计算的星等用于星图匹配环节，阈值范围过大，造成匹配效率较低，甚至降低匹配成功率；仪器星等偏差过大，也不能对空间目标实施亮度预测，当目标亮度发生较大变化时，难以分辨该变化是仪器星等偏差所带来的效应，还是目标自身处于某种机动状态所带来的效应，给空间目标精准识别带来很大影响。可见，仪器星等精确标定是空间光电测量和感知领域的共性问题，如何利用测得的星图数据，对空间环境、部件自身变化等带来的仪器星等偏差进行识别、修正，既非常必要又意义非凡。

技术实现思路

[0003]本专利技术所解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种全时段全视场仪器星等标定方法、装置和存储介质，以实现仪器星等精确修正。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种全视场仪器星等标定方法，该方法包括如下步骤：
[0005]S1、采用星敏感器拍摄星图，从星图中提取多颗观测星信息，计算各观测星对应的仪器星等，获取并存储观测星的星点信息，所述星点信息包括：位置、灰度、仪器星等、信噪比、不确定度、天顶角；
[0006]S2、将提取的观测星与预存的星表进行匹配操作，得到匹配成功的星表恒星
‑
观测星对信息，提取并存储匹配观测星对应的星表信息，所述星表信息包括色差指数、星表星等；
[0007]S3、将观测星—星表恒星星对按位置信息划分到星敏感器视场预设的区域中，剔除不合格星表恒星
‑
观测星对，计算每个区域内所有观测星的平均位置；
[0008]S4、改变星敏感器在空间中的指向，重复步骤S1～步骤S4，为星敏感器视场预设的每个区域，积累更多的合格星表恒星
‑
观测星对，直到每个区域内合格星表恒星
‑
观测星对密度满足预设条件，对每个区域执行步骤S5：
[0009]S5、根据合格星表恒星
‑
观测星对的星点信息和星表信息，计算得到区域平均位置与视场相关的零点修正项；
[0010]S6、以所有区域内所有匹配观测星的平均位置为控制点，对全视场不同区域内其他位置的仪器星等零点进行多项式插值，得到全视场的仪器星等零点修正项。
[0011]优选地，上述全视场仪器星等标定方法还包括如下步骤：
[0012]S7、在不同时间段重复步骤S1～步骤S6，得到全时段在轨仪器星等零点修正项。
[0013]优选地，所述步骤S1利用地面已经校正得到的观测星能量与星等计算方法，计算观测星的仪器星等。
[0014]优选地，所述的不合格的星表恒星
‑
观测星对为满足如下条件之一的星表恒星—观测星对：
[0015]a、恒星星表中色差指数大于1的恒星；
[0016]b、观测星属于多星系统；所述多星系统是指观测星的星间距小于PSF半宽两倍距离的系统；
[0017]c、观测星的背景中存在较多暗弱恒星或星系；“暗弱”恒星或星系为星等比仪器灵敏度低1～3等的恒星；
[0018]d、观测星信噪比小于5的恒星；
[0019]e、观测星为饱和恒星。
[0020]优选地，所述步骤S3确定待修正函数f
i
(c0,c1,c2,c3,c4,Z)，使得该函数满足如下条件，从而确定区域平均位置与视场相关的零点修正项c0:
[0021][0022]f
i
＝M
cat,i
+c0+c1×
Z
i
+c2×
(color
i
)+c3×
(color
i
)2+c4×
(color
i
)3[0023]其中，m
inst,i
是为观测星i对应的仪器星等，f
i
(c0,c1,c2,c3,c4,Z
i
)为待修正函数， M
cat,i
为观测星i对应的星表星等，c0为区域平均位置与视场相关的零点修正项， Z
i
是观测星i大气消光项对应的天顶角函数，color
i
观测星i的色差指数，为观测星i的能量不确定度；c0可以表示为zone
j
的函数zone
j
为区域j内所有观测星点的平均位置。
[0024]本专利技术的另一个技术方案是：一种全时段全视场在轨仪器星等标定装置，该装置包括：
[0025]图像预处理模块，用于从对整个视场进行成像得到的星图中提取并存储多个观测星的星点信息，计算观测星对应的仪器星等，获取并存储观测星的星点信息，所述星点信息包括：位置、灰度、仪器星等、信噪比、不确定度、天顶角；
[0026]星对匹配模块，将提取的观测星与预存的星表进行匹配操作，得到匹配成功的星表恒星
‑
观测星对信息，提取并存储匹配观测星对应的星表信息，所述星表信息包括色差指数、星表星等；
[0027]星网匹配模块，将观测星—星表恒星星对按位置信息划分到星敏感器视场预设的区域中，剔除不合格星表恒星
‑
观测星对，计算区域内所有观测星的平均位置；
[0028]星对搜集模块，改变所述星敏感器在空间中的指向，为星敏感器视场预设的每个区域，积累更多的合格星表恒星
‑
观测星对，直到每个区域内合格星表恒星
‑
观测星对密度满足预设条件；
[0029]星等畸变拟合模块，根据合格星表恒星
‑
观测星对的星点信息和星表信息，计算得到该区域平均位置与视场相关的零点修正项；
[0030]星等插值模块，以所有区域内所有匹配观测星的平均位置为控制点，对全视场不同区域内其他位置的仪器星等零点进行多项式插值，得到全视场的仪器星等零点修正项。
[0031]优选地，所述步骤S1利用地面已经校正得到的观测星能量与星等计算方法，计算观测星的仪器星等。
[0032]优选地，所述的不合格的星表恒星
‑
观测星对为满足如下条件之一的星表恒星
‑
观测星对：
[0033]a、恒星星表中色差指数大于1的恒星；
[0034]b、观测星属于多星系统；所述多星系统是指观测星的星间距小于PSF半宽两倍距离的系统；
[0035]c、观测星的背景中存在较多暗弱恒星或星系；“暗弱”恒星或星系为星等比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
可以表示为zone
j
的函数zone
j
为区域j内所有观测星点的平均位置。6.一种全时段全视场在轨仪器星等标定装置，其特征在于包括：图像预处理模块，用于从对整个视场进行成像得到的星图中提取并存储多个观测星的星点信息，计算观测星对应的仪器星等，获取并存储观测星的星点信息，所述星点信息包括：位置、灰度、仪器星等、信噪比、不确定度、天顶角；星对匹配模块，将提取的观测星与预存的星表进行匹配操作，得到匹配成功的星表恒星
‑
观测星对信息，提取并存储匹配观测星对应的星表信息，所述星表信息包括色差指数、星表星等；星网匹配模块，将观测星—星表恒星星对按位置信息划分到星敏感器视场预设的区域中，剔除不合格星表恒星
‑
观测星对，计算区域内所有观测星的平均位置；星对搜集模块，改变所述星敏感器在空间中的指向，为星敏感器视场预设的每个区域，积累更多的合格星表恒星
‑
观测星对，直到每个区域内合格星表恒星
‑
观测星对密度满足预设条件；星等畸变拟合模块，根据合格星表恒星
‑
观测星对的星点信息和星表信息，计算得到该区域平均位置与视场相关的零点修正项；星等插值模块，以所有区域内所有匹配观测星的平均位置为控制点，对全视场不同区域内其他位置的仪器星等零点进行多项式插值，得到全视场的仪器星等零点修正项。7.根据权利要求1所述的一种全时段全视场在轨仪器星等标定装置，其特征在于所述步骤S1利用地面已经校正得到的观测星能量与星等计算方法，计算观测星的仪器星等。8.根据权利要求1所述的一种全时段全视场在轨仪器星等标定装置，其特征在于所述的不合格的星表恒星
‑
观测星对为满足如下条件之一的星表恒星
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊，郑然，程会艳，夏梦绮，孙秀清，李玉明，王苗苗，周建涛，张有旋，李明政，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：