[发明专利]基于指向误差自动测定的空间碎片实时天文定位方法

说明书

本发明公开了一种基于指向误差自动测定的空间碎片实时天文定位方法，包括：恒星及空间碎片星象；恒星检索；理论星图生成；实测星图生成；理论星图及实测星图匹配；指向及像面旋转测定；底片模型优选；空间碎片天文定位。本发明能够根据观测视场大小自动优选底片模型，按照图像上给定时间和图像中心指向，自动测定图像中心指向及像面旋转角，实现恒星理论坐标和实测坐标的自动匹配，从而实现空间碎片的实时天文定位。

技术领域

本发明涉及空间碎片定位技术领域，具体而言涉及一种基于指向误差自动测定的空间碎片实时天文定位方法。

背景技术

在科研、军事等许多领域，都需要对空间碎片进行监视，一方面测定空间碎片的每一个观测时刻在天空中的位置及其变化，确定空间碎片的运行轨道，从而获取空间碎片精确的信息。基于此需求，空间碎片的精确测量是非常重要的基础环节，没有空间碎片的精确测量，空间碎片轨道识别，编目定轨，及精密定轨都无法实现。

空间碎片的位置精确测量有两种方法：绝对定位和相对定位。其中绝对定位就是利用望远镜的轴系实现空间碎片测量，它受到望远镜轴系加工精度、大气折射修正精度、温度变形等因素的影响，它不依赖背景恒星的位置。相对定位是根据空间碎片和背景恒星的相对位置实现空间碎片的测量，望远镜指向精度不直接影响测量结果，但是当望远镜指向及像面安装误差大的情况下，就会造成恒星在图像上理论坐标和恒星在图像上实测坐标相差较大，尤其对于有像面误差的图像，边缘部分误差更大，无法满足给定匹配门限，因此造成恒星理论星图和实测星图匹配失败，无法实现相对定位。通常为了实现空间碎片天文定位，必须事先完成以下三件事：

(1)人工测量获得像面旋转角。

(2)通过观测几十颗恒星获得望远镜指向修正模型。

(3)优选底片常数模型。

上述的第二件事需要经常做，而且需要较为精确的测站温度、相对湿度、及大气压强。即使如此，在仰角较低的天区，受大气折射改正精度影响，望远镜指向误差修正精度偏低。

在此基础上，现有空间碎片天文定位方法的计算步骤如下：

(1)根据望远镜指向修正模型，获得图像中心指向误差。

(2)通过时间和修正后的指向，通过恒星检索获得恒星在图像上理论坐标。

(3)按照给定匹配门限实现理论坐标和实测坐标的匹配。

(4)按照优选的底片常数模型实现空间碎片实时天文定位。

基于现有天文定位方法的不足，本发明给出一种基于指向误差自动测定的空间目标实时天文定位方法，它能够根据观测视场大小自动优选底片模型，按照图像上给定时间和图像中心指向，自动测定图像中心指向及像面旋转角，实现恒星理论坐标和实测坐标的自动匹配，从而实现空间碎片的实时天文定位。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于指向误差自动测定的空间碎片实时天文定位方法，能够根据观测视场大小自动优选底片模型，按照图像上给定时间和图像中心指向，自动测定图像中心指向及像面旋转角，实现恒星理论坐标和实测坐标的自动匹配，从而实现空间碎片的实时天文定位。对于固定站址(有精密的天文经纬度)的望远镜，该方法降低了望远镜轴系加工精度要求，降低望远镜外场安装调试要求，减少了测站环境温度参输入要求，减少了观测前需要指向标校的要求，降低了图像时间标识和指向标识因不严格对应造成的指向误差。对于可移动望远镜，该方法在无精密天文经纬度不能实现望远镜指向标校的情况下，也能实现空间碎片实时天文定位。

为达成上述目的，结合图1，本发明提出一种基于指向误差自动测定的空间碎片实时天文定位方法，所述实时天文定位方法包括以下步骤：