[发明专利]一种应用于天基空间目标的自动跟踪方法及系统

说明书

技术领域

本发明卫星通信技术领域，涉及一种跟踪方法及系统，特别是涉及一种应用于天基空间目标的自动跟踪方法及系统。

背景技术

近年来，随着世界各国军事航天的迅速发展，美国认为其空间优势地位受到潜在威胁。为此，美军大力推进空间控制战略，加紧研制空间对抗武器装备，在增强空间态势感知能力的基础上，积极提高防御性和进攻性空间对抗能力，推动空间对抗实战化。同时，随着国际环境的变化，美国太空对抗的发展也呈现出了新的特点：提出了防御与攻击相结合的“太空反制”战略，空间态势感知与空间防御成为美国空间对抗的发展重点，探索与积累进攻性空间对抗技术，而不轻易发展实战武器。同时，进一步加强了确保太空优势的创新研究和试验，加快新一代太空技术与平台的研发，决心构建绝对安全的太空屏障。

美国已在1996年发射的空间中段试验卫星(MSX，Midcourse Space eXperiment)上搭载可见光传感器(SBV，Space-Based Visible)，进行相关关键技术的演示验证，开创了天基空间目标监视的先河。SBV探测器是由美国麻省理工学院的林肯实验室研制的可见光相机，通过被动探测空间目标反射的太阳光线辐射，完成对空间目标的探测、捕获和跟踪。

但是，现有的跟踪方法多应用于地基环境中，换句话说就是跟踪设备基座保持不动的状态下，完成对目标的跟踪。而应用于空间环境中，跟随设备安装在卫星上，在跟踪过程中，卫星基座处于运动状态的跟踪方法和系统则很少见。

因而，如何提供一种应用于天基空间目标的自动跟踪方法及系统，以解决现有技术中无法在天基空间内对空间目标实施自动跟踪的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种应用于天基空间目标的自动跟踪方法及系统，用于解决现有技术中无法在天基空间内对空间目标实施自动跟踪、计算出的脱靶量不精确的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种应用于天基空间目标的自动跟踪方法，用于包括卫星平台、图像采集设备、转台控制设备、二维跟踪转台、及目标跟踪处理设备的天基空间目标自动跟踪系统中，包括：步骤1，根据跟踪任务进程设置进程标志；步骤2，采集包含需跟踪的空间目标的图像；步骤3，根据进程标志判断是否首次执行自动跟踪任务；

若是，则检测所述空间目标，获取所述空间目标的质心位置并计算第一脱靶量；跟踪所述空间目标，计算所述空间目标的当前第二脱靶量；若否，则判断在执行前一次自动跟踪方法的过程中是否执行过跟踪步骤；若是，则判断连续跟丢所述空间目标的次数是否超过预设跟丢次数阈值，若是，则重新检测所述空间目标；若否，则继续执行跟踪，计算所述空间目标的当前第二脱靶量；若否，则重新检测所述空间目标。

优选地，所述步骤2还包括：根据所述第一脱靶量判断是否发现所述空间目标，若是，则将目标跟丢次数初始化为0，跟踪所述空间目标，计算所述空间目标的当前第二脱靶量；若否，则根据当前时间和预设结束时刻判断是否能够结束跟踪；若到达预设结束时刻，则结束自动跟踪；若没有到达预设结束时间，则重新采集所述空间目标的图像。

优选地，所述步骤2还包括：判断是否首次跟踪所述空间目标，若为首次跟踪，则输出当前第二脱靶量，根据所述当前第二脱靶量来完成所述空间目标的自动跟踪；若不为首次跟踪，则根据前一次自动跟踪所述空间目标所得第二脱靶量的执行结果判断是否跟上所述空间目标，若是，则输出当前第二脱靶量来完成所述空间目标的自动跟踪；若否，则预测所述空间目标位置，重新计算当前第二脱靶量，将所述空间目标的跟丢次数加1，输出重新计算的当前第二脱靶量完成所述空间目标的自动跟踪；所述执行结果是指输出的当前第二脱靶量是否超出二维跟踪转台跟踪能力范围。

优选地，重新计算的当前第二脱靶量等于前一次自动跟踪所述空间目标所得第二脱靶量与当前第二脱靶量加权平均。

优选地，检测所述空间目标的步骤还包括消除所述图像中的固定背景及去除所述图像中的冲击噪声；分割所述空间目标，将满足初始约束条件的空间目标的多个像素点标记出来；提取所述图像中空间目标多个像素点的聚类特征；获取多个像素点空间方位坐标；利用连续5帧信息进行直线拟合输出第一脱靶量。