地基光测设备克服恒星穿越探测窗口干扰的卫星跟踪方法

摘要

地基光测设备克服恒星穿越探测窗口干扰的卫星稳定跟踪方法属于利用图像处理技术的目标卫星跟踪方法领域，该跟踪方法通过增加目标卫星的识别方法，从而可以随时监控和判断跟踪窗口中的所有光斑，进而有效筛选和识别出目标卫星，排除干扰源，确保地基光测设备能够始终唯一的跟踪目标卫星。该方法快速、准确、简单、可靠，具有推广应用的潜在价值。

主权项

地基光测设备克服恒星穿越探测窗口干扰的卫星跟踪方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一：采集图像，利用常规的卫星跟踪方法计算每一帧灰度图像中目标卫星所形成的光斑中心的脱靶量；步骤二：求取步骤一所述灰度图像中目标卫星所形成的光斑中心的灰度值作为目标卫星光斑能量值的亮度参考量，其具体包含如下子步骤：步骤2.1：计算求取步骤一中最新的六帧灰度图像中目标卫星所形成的光斑中心的灰度值En，n＝0，1……5，其中，最新的当前帧灰度图像中目标卫星所形成的光斑中心的灰度值计作E₀，当前帧之前的连续五帧灰度图像中目标卫星所形成的光斑中心的灰度值分别计作E₁，E₂，E₃，E₄和E₅；步骤2.2：计算步骤2.1所述E₁，E₂，E₃，E₄和E₅的平均值E_平均；步骤2.3：利用公式Diff_卫星＝|E_平均‑E₀|计算当前帧灰度值与当前帧之前的连续五帧的平均值E_平均之间的差值Diff_卫星；步骤三：求取步骤一所述灰度图像的灰度值总和，作为跟踪窗口中能量总和的亮度参考量，其具体包含如下子步骤：步骤3.1：分别通过计算求出步骤一中最新六帧灰度图像各自的跟踪窗口总灰度值Gn，n＝0，1……5，其中，最新的当前帧跟踪窗口灰度图像的灰度值总和计作G₀，当前帧之前的连续五帧跟踪窗口灰度图像各自的灰度值总和分别计作G₁，G₂，G₃，G₄和G₅：步骤3.2：计算步骤3.1所述G₁，G₂，G₃，G₄和G₅的平均值G_平均；步骤3.3：利用公式Diff_窗口＝|G_平均‑G₀|计算当前帧灰度值与当前帧之前的连续五帧的平均值G_平均之间的差值Diff_窗口的绝对值；步骤四：判定当前帧灰度图像中是否存在干扰源：根据步骤一所采用的常规的卫星跟踪方法对图像灰度值的分辨率，分别给出两个误差容错阈值T₁和T₂，并对逻辑式Diff_卫星＜T₁&Diff_窗口＜T₂进行逻辑计算，若逻辑式结果的值为真，则顺序执行步骤五；若逻辑式结果的值为假，则跳过步骤五直接执行步骤六；步骤五：按照步骤一所述的脱靶量的矢量负值作为跟踪窗口的位移量，同时将E₀计作E₁，将G₀计作G₁并按照顺延的方式更新历史数据，然后进入步骤七；步骤六：按照卫星跟踪轨迹预测法计算下一帧的卫星轨迹矢量，其具体包括如下子步骤：步骤6.1：调取当前帧之前的十四帧包含脱靶量的各连续卫星像素坐标历史数据，将这十四个卫星在像素坐标系中绝对位置的坐标点作为预测基准点，以便通过直线方程计算得出目标卫星的预测轨迹；步骤6.2：采用最小二乘直线拟合法对步骤6.1中十四个连续的卫星像素坐标预测基准点进行运算处理，得出一条近似的卫星轨迹直线方程M；同时得到卫星沿该方程的运动矢量方向K；步骤6.3：将步骤6.1中各帧之间的时间间隔计作M_步长，作为卫星运动矢量在时间横轴t上的移动步长预测值；步骤6.4：分别将步骤6.3所述M_步长以步骤6.2所述矢量方向K代入卫星轨迹直线方程M，即可得出卫星的预测帧坐标值；再将最后一帧卫星照片中的卫星坐标和各帧之间的步长M_步长分别代入直线轨迹方程，即可计算得出卫星在下一帧灰度图像中的预测坐标点位置；步骤6.5：以步骤6.1所述当前帧的上一帧卫星在像素坐标系中绝对坐标点为起点，并以步骤6.4所述的卫星的预测帧坐标值为终点，求解出一个步长M_步长下的卫星预测位置矢量A；步骤6.6：以步骤6.5所述卫星预测位置矢量A作为跟踪窗口的位移量，同时将E₀计作E₁，将G₀计作G₁并按照顺延的方式更新历史数据，然后进入步骤五；步骤七：以步骤五或步骤六所给出的跟踪窗口的位移量驱动跟踪窗口，改变其瞄准方位；步骤八：重新返回步骤一，循环执行步骤一至步骤七的卫星跟踪过程。