[发明专利]一种望远镜系统探测能力自动标校方法

说明书

本发明公开的一种望远镜系统探测能力自动标校方法，属于空间目标测量领域。本发明利用望远镜采集获得的实时CCD或者sCMOS图像，通过对图像全帧扫描，获得图像中不同检测门限下的星象数量。根据望远镜的观测时刻、观测视场及指向，结合星库数据计算采集图像区域理论上不同星等恒星数量，通过拟合探测恒星数量与恒星星等实现对望远镜系统探测能力的标校。本发明能够实时或准实时的对望远镜的探测能力进行标校，方便对望远镜系统探测能力的检测，能够在不同观测条件下实时获取望远镜探测能力变化，实现对望远镜观测任务的实时调整优化，可有效提升望远镜使用效率。

技术领域

本发明涉及一种望远镜系统探测能力自动标校方法，属于空间目标测量领域。

背景技术

在科研、军事等应用领域，对望远镜观测能力的定量实时标定可为望远镜光学系统技术指标和探测器指标的实现提供分析结果，也可对望远镜的实际观测任务进行实时优化调整，提高观测效率。

CCD的发明，替代了传统的照相观测，成为了空间碎片监视的有效手段之一，现有的光学望远镜通常由不同光学结构形式和不同读出方式的CCD探测器组成。对于同一个望远镜而言，由于望远镜指向、探测器积分时间，以及测站天气条件的不同，其探测能力也不同。

目前通常采用比较观测天区实测图像和理论星图方法获得望远镜系统探测能力，操作步骤如下：

1.望远镜转至不同指向天区，获得实测图像；

2.通过实测图像的时刻及指向，获得对应天区的理论星图；

3.目视比较实测星图和理论星图，获得望远镜系统探测能力；

随着观测条件变化，望远镜探测能力也随之变化，由于此种望远镜系统探测能力标定需人工参与，只能在观测前对望远镜探测能力进行标定，无法适用望远镜智能控制日益增长的需求，因此需探索实时或准实时望远镜系统探测能力评估方法。

发明内容

本发明公开的一种望远镜系统探测能力自动标校方法要解决的技术问题是：根据给定的望远镜实测图像及恒星图像信噪比检测门限，通过全视场扫描获得图像上满足检测门限的星象数量；同时通过星库数据获得望远镜在相应时刻及指向理论上可观测得不同星等恒星的数量，自动给出望远镜系统探测能力的标校结果，此方法具有探测效率高和实时性强的优点。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

针对传统望远镜系统探测能力标校方法的不足，本发明公开的一种望远镜系统探测能力自动标校方法，利用望远镜采集获得的实时CCD或者sCMOS图像，通过对图像的全帧扫描，获得图像上根据不同检测门限下星象的数量。根据望远镜的观测时刻、观测视场及指向，结合星库数据计算采集图像区域理论上不同星等恒星数量，通过拟合探测恒星数量与恒星星等实现对望远镜系统探测能力的标校。

本发明公开的一种望远镜系统探测能力自动标校方法，包括以下步骤：

步骤一：图像背景估计；

根据信噪比检测门限，对望远镜采集图像进行分析，建立图像背景估计的数学模型，获取在无目标区域的背景图像灰度，估计获得望远镜观测方向的天光背景亮度。

步骤二：恒星目标提取；

根据望远镜采集获得的待观测天区原始图像、观测图像估计背景，按照给定的检测门限，对采集图像中的恒星进行全帧扫描，从采集图像中提取获得的恒星数量为K。

步骤三：理论恒星检索；

根据望远镜观测时刻、观测视场及指向，结合星库数据，对望远镜视场内的亮于M星等的恒星进行统计，M星等≥需标定的望远镜探测能力，获取望远镜观测能力为M星等时可观测获得的恒星数量N。对N颗恒星按照每a星等间隔统计恒星数量n_i。恒星星等统计方法如下，其中M_j为第j颗恒星的星等。