[发明专利]一种漂移扫描同步卫星实时定轨方法

权利要求书

1.一种漂移扫描同步卫星实时定轨方法，其特征在于，该方法主要包括以下步骤：

步骤1）对星图背景进行处理，使背景像素分布均匀，并去除smear现象；

步骤2）自适应提取星图中的星象，包括恒星星象质心坐标与同步卫星星象质心坐标，得到二者的量度坐标；

步骤3）对恒星星图进行识别，保存所有恒星星象所得匹配数据；

步骤4）归算同步卫星观测位置，通过恒星星象归算CCD底片模型参数，得到恒星星象量度坐标与观测位置之间的对应关系，带入同步卫星量度坐标得到同步卫星的观测位置。

2.根据权利要求1所述的漂移扫描同步卫星实时定轨方法，其特征在于，在所述步骤1）中星图背景进行处理的主要步骤为：

步骤1.1）通过多项式拟合法对星图的不均匀性进行处理，使得星图的直方图高斯分布分布均匀；

步骤1.2）检查是否有smear效应，若有，则进行步骤1.3），若无，则跳转至步骤1.4）；

步骤1.3）去除smear效应，smear效应是由于CCD持续曝光所引起的漏光现象，具体在星图中表现为贯穿于星图的一条很亮的拖尾，计算每列或者每行的灰度平均值，若每行或每列的灰度平均值出现明显高于其他灰度平均值的情况则说明有拖尾出现，然后将拖尾像素赋予此行或此列的灰度平均值与3倍的方差之和；

步骤1.4）开始进行所述步骤2）的自适应星象提取。

3.根据权利要求1所述的漂移扫描同步卫星实时定轨方法，其特征在于，在所述步骤2）中自适应提取星图中的星象的主要步骤为：

步骤2.1）通过全局阈值法将星点目标与背景进行分割，并将星图背景像素赋值为0；

步骤2.2）通过特征融合的方法将星点像素突显出来，所用的特征为局部灰度最大值与局部对比度均值反差，经过特征融合后星等较暗与目标较小的星点目标都可以明显的突显出来；

步骤2.3）提取星点目标所有像素；

步骤2.4）通过二维修正矩的方法确定星象中心位置坐标，二维修正矩法的计算公式为：

     (1)

     (2)

公式（1）与（2）中，为星点中心位置坐标，为坐标为处的像素灰度值，为上述背景分割所计算出的阈值，为修正后的像素灰度值；

步骤2.5）进行所述步骤3）的星图识别。

4.根据权利要求1所述的漂移扫描同步卫星实时定轨方法，其特征在于，在所述步骤3）中星图识别的主要步骤为：

步骤3.1）建立弧长库，根据CCD视场中心粗指向提取星表中的子星表；

步骤3.2）分区提取子星表中的参考星建立匹配三角形，利用子星表中的部分参考星建立匹配三角形，并将子星表分成10-20个小区间，提取小区间中星等最亮的3颗星组成匹配三角形；

步骤3.3）判断所述步骤3.2）中提取出的恒星星象目标数量是否大于30，若是，则进行步骤3.4），若否，则所有的恒星参与匹配无需排序并跳转至步骤3.5）；

步骤3.4）将恒星的总灰度值从大到小进行排序，提取灰度值最大的30颗星参与匹配；

步骤3.5）将提取出的恒星每两两之间计算对角距，形成星象三角形；

步骤3.6）将星象三角形与弧长库中的匹配三角形进行匹配；

步骤3.7）通过匹配出的结果归算CCD底片模型参数，CCD底片模型参数的归算公式为：

    （3）

其中为6个参数，为恒星量度坐标，为恒星的天球坐标，分别代表赤经赤纬，计算其6个参数，计算公式为

     （4）；

步骤3.8）带入所有恒星的量度坐标，计算出其相应的天球坐标；

步骤3.9）将算出的天球坐标与子星表进行匹配，得出更多的匹配结果；

步骤3.10）进行步骤4）中的同步卫星轨道归算。

5.根据权利要求1所述的漂移扫描同步卫星实时定轨方法，其特征在于，在所述步骤步骤4）中同步卫星轨道归算的主要步骤为：

步骤4.1）通过匹配出的恒星与CCD视场中心粗指向的观测位置归算CCD底片模型参数，建立恒星量度坐标与观测位置之间的关系；

步骤4.2）带入CCD视场中心的量度坐标，归算出CCD视场中心的精确观测位置；

步骤4.3）通过CCD视场中心的精确观测位置与恒星匹配结果再次归算CCD底片模型参数；

步骤4.4）带入同步卫星的量度坐标，解算得到同步卫星的观测位置。