[发明专利]基于CCD相机不同曝光时间交替的空间碎片观测方法

摘要

本发明公开了一种基于CCD相机不同曝光时间交替的空间碎片观测方法，通过控制CCD相机按照给定的曝光时间，连续进行短曝光和长曝光图像的交替采集；通过处理奇数帧短曝光图像，实现低中高轨道空间碎片的检测与天文定位；通过处理偶数帧长曝光图像，实现中高轨道空间碎片的检测，同时利用前后相邻奇数帧图像的底片模型系数实现当前帧所检测中高轨碎片的天文定位；而且在搜索观测模式下，通过多点平差的方法以及相邻奇数帧的底片模型系数，实现低中高轨道空间碎片的精密天文定位，本发明能够实现全轨道空间碎片的同时探测和精确天文定位，提高了观测设备的观测效率，确保观测设备对于全轨道空间碎片的测量精度。

主权项

1.一种基于CCD相机不同曝光时间交替的空间碎片观测方法，其特征在于，所述观测方法包括以下步骤：S1：采用CCD相机按照预先设置第一曝光时长和第二曝光时长交替采集(2n+1)帧指定区域的包括空间碎片和背景恒星的图像，其中，采用第一曝光时长采集奇数帧图像，采用第二曝光时长采集偶数帧图像，第一曝光时长小于第二曝光时长；所述n为大于等于3的正整数；S2：对图像背景进行估计；S3：根据图像背景的估计结果，对每帧图像进行全帧扫描，计算得到每帧图像上所有星像的二维平面坐标(x,y)，其中，设图像的左上角为坐标原点(0，0)，图像右侧为x轴增加方向，图像下侧为y轴增加方向，x为图像中星象所在位置在x轴方向上与坐标原点的距离，y为图像中星象所在位置在y轴方向上与坐标原点的距离；S4：结合奇数帧图像上所有星象的二维平面坐标(x,y)，计算得到(n+1)个奇数帧底片常数模型系数；S5：基于连续(n+1)个奇数帧图像，根据预设的检测方法以检测得到所有奇数帧图像所包含的低中高轨道空间碎片；S6：基于n个连续偶数帧图像，根据预设的检测方法以检测得到所有偶数帧图像所包含的中高轨道空间碎片；S7：基于奇数帧和偶数帧图像的空间碎片检测结果，结合预先设定的门限计算得到已检测到的所述指定区域上的所有空间碎片，判断观测模式是否为搜索模式，如果是搜索模式，进入步骤S8，否则进入步骤S10；S8：在搜索模式下，利用多点平差方法，结合所有奇数帧图像的空间碎片检测结果获取奇数帧图像所包含的每个低中高轨道空间碎片在每张奇数帧图像上多点平差后的坐标信息；S9：在搜索模式下，利用多点平差方法，结合所有偶数帧图像的空间碎片检测结果获取偶数帧图像所包含的每个中高轨道空间碎片在每张偶数帧图像上多点平差后的坐标信息；S10：结合每幅奇数帧图像所包含的低中高轨道空间碎片的坐标信息和对应的奇数帧底片常数模型系数，完成奇数帧图像中空间碎片的天文定位；S11：结合每幅偶数帧图像上空间碎片的坐标信息和相邻两幅奇数帧底片常数模型系数，完成偶数帧图像中空间碎片的天文定位。