[发明专利]一种嵌入式空间目标天文定位方法

权利要求书

1.一种嵌入式空间目标天文定位方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

(1)初始化星表数据以及星表索引数据，初始化的星表中包括经过实际精确测量的标准恒星，即理论恒星，所述理论恒星的位置及光度信息在天文测量中作为标准值；根据实际观测所用望远镜设置焦距和视场以及相机靶面大小和像元尺寸；

(2)使用望远镜进行观测，将望远镜观测到的实测天文图像使用图像处理软件处理形成实测恒星及空间目标图像处理数据，并将该数据读入核处理器内存，同时核处理器内存还读入所述星表数据；

(3)利用核处理器读取的图像数据及精确的所述星表数据对图像进行精确的中心指向和像旋的测定；

(4)根据步骤(1)设置的望远镜视场及步骤(3)所测定的图像中心指向重新搜索视场内的理论恒星N2颗；

(5)根据步骤(3)所得的实测恒星图像的精确中心指向和像旋，将被核处理器读取的实测恒星图像和步骤(4)搜索到的N2颗理论恒星的数据进行恒星匹配，并完成空间目标的天文定位及测光计算，从而完成空间目标的天文定位。

2.根据权利要求1所述的一种嵌入式空间目标天文定位方法，其特征在于：所述步骤(1)中的星表为GAIA星表。

3.根据权利要求1所述的一种嵌入式空间目标天文定位方法，其特征在于：所述步骤(2)中的图像处理结果数据包括每个恒星及空间目标的图像坐标信息、灰度和、像素数、信噪比、图像拍摄的具体时刻、曝光时间长度和望远镜中心的指向信息。

4.根据权利要求1所述的一种嵌入式空间目标天文定位方法，其特征在于：所述步骤(2)中的核处理器为8核DSP处理器。

5.根据权利要求1所述的一种嵌入式空间目标天文定位方法，其特征在于：所述步骤(3)中对实测恒星图像进行精确的指向和像旋的测定的具体步骤如下：

A.根据望远镜的指向信息和视场，在星表内搜索该望远镜视场内的所有理论恒星；

B.对理论恒星和实测恒星的图像按光度及灰度和进行降序排序，将前N1颗理论恒星和前M1颗实测恒星均分别生成数个三角星图，理论星图边长为角距，其单位为角秒，由于实测恒星为图像上的恒星，两颗恒星之间直接计算边长值为像素差，所以需要根据望远镜的焦距及探测器像元尺寸将实测星图单位转换成与理论星图同样的角距，单位也为角秒，转换公式为：

La＝Lp*Sp/F

其中，La为实测星图边长角距值，Lp为实测星图边长的像素差值，Sp为探测器的像元尺寸，F为望远镜角距；

C.对步骤B生成的理论星图和实测星图进行匹配，其中，理论恒星的赤经，赤纬位置已知，将匹配成功的理论星图和实测星图用最小二乘拟合的方法拟合出实测恒星图像的中心指向的赤经和赤纬值，同时利用理论星图和实测星图的相同边的夹角拟合出实测恒星图像的旋转角度信息。

6.根据权利要求5所述的一种嵌入式空间目标天文定位方法，其特征在于：所述步骤C中将理论星图和实测星图进行匹配的方法为：通过步骤B获得的相同边长单位的理论星图和实测星图的三边进行比较，三边长都相同的理论星图和实测星图即匹配成功，匹配成功的理论星图和实测星图的顶点恒星也匹配成功。

7.根据权利要求1所述的一种嵌入式空间目标天文定位方法，其特征在于：所述步骤(5)中进行空间目标的天文定位及测光计算的具体步骤如下：

A.在步骤(2)中的望远镜视场内选取均匀分布的M2颗实测恒星与步骤(4)获得的N2颗理论恒星进行匹配，获得匹配成功的理论恒星及实测恒星组合为Mn组；

B.将获得的Mn组恒星与底片模型进行最小二乘参数拟合获取底片模型的参数，即利用步骤A中匹配成功的理论恒星位置信息和光度信息分别带入底片模型的对应公式中，用最小二乘拟合的方法拟合出方程中的未知参数，从而得到对应实测恒星图像的底片模型方程；

C.底片模型的参数拟合成功后，将实测恒星图像中的空间目标位置和光度信息分别代入底片模型中的对应方程即可分别获取空间目标对应的空间位置信息以及光度信息。

8.根据权利要求7所述的一种嵌入式空间目标天文定位方法，其特征在于：所述步骤A中将M2颗实测恒星与N2颗理论恒星进行匹配的方法为：由于实测恒星图像的中心指向和旋转角度已经测定，则实测恒星图像和星表中的理论恒星生成的伪图像在误差范围内是重合的，设定一个阈值Rn，用实测恒星的位置与星表中该视场内的理论恒星逐一比较，小于阈值Rn的恒星即为匹配成功的恒星。