[发明专利]一种基于梯度下降法的全天空成像仪的几何定标方法

权利要求书

1.一种基于梯度下降法的全天空成像仪的几何定标方法，其特征在于，包括：

选取全天空图像中的目标星点，并确定所述目标星点在全天空图像坐标系下的星点位置坐标以及在极光观测站处全天空图像时刻所述目标星点的真实方位角和真实天顶角；

基于所述真实方位角、所述全天空图像中的天顶位置和地理方位构建误差函数，并根据所述误差函数确定真实天顶位置和真实地理方位；

根据所述星点位置坐标和所述真实天顶位置确定所述目标星点的成像半径，并根据所述真实天顶角和所述成像半径拟合得到所述全天空图像中成像半径与真实天顶角之间的关系。

2.根据权利要求1所述的几何定标方法，其特征在于，选取全天空图像中的目标星点，包括：

选取多张全天空图像，并将标记出的每张全天空图像中的星点作为所述目标星点。

3.根据权利要求1所述的几何定标方法，其特征在于，基于所述真实方位角、所述全天空图像中的天顶位置和地理方位构建误差函数，包括：

基于所述真实方位角、所述全天空图像中的天顶位置和地理方位计算所述目标星点的星点误差项；

根据所述星点误差项确定所述误差函数。

4.根据权利要求3所述的几何定标方法，其特征在于，基于所述真实方位角、所述全天空图像中的天顶位置和地理方位计算所述目标星点的星点误差项，包括：

按照公式：计算得到所述目标星点的星点误差项；

其中，error_i为第i个目标星点的星点误差项；∠S_iZN中S_i为第i个目标星点、Z为天顶、ZN为天顶Z指向正北方向的射线；Az_i为第i个目标星点的所述真实方位角。

5.根据权利要求3所述的几何定标方法，其特征在于，根据所述星点误差项确定误差函数，包括：

按照公式：构建所述误差函数；

其中，error为误差函数；error_i为第i个目标星点的星点误差项；m为目标星点个数。

6.根据权利要求1所述的几何定标方法，其特征在于，根据所述误差函数确定真实天顶位置和真实地理方位，包括：

利用梯度下降法求解所述误差函数的最小值，并将所述最小值对应的天顶位置和地理方位确定为所述真实天顶位置和所述真实地理方位。

7.根据权利要求1所述的几何定标方法，其特征在于，根据所述星点位置坐标和所述真实天顶位置确定所述目标星点的成像半径，包括：

按照公式：确定所述目标星点的成像半径；

其中，(x_i，y_i)为第i个目标星点的星点位置坐标；为所述真实天顶位置。

8.一种基于梯度下降法的全天空成像仪的几何定标装置，其特征在于，包括：

真实数据确定模块，用于选取全天空图像中的目标星点，并确定所述目标星点在全天空图像坐标系下的星点位置坐标以及在极光观测站处全天空图像时刻所述目标星点的真实方位角和真实天顶角；

误差函数构建模块，用于基于所述真实方位角、所述全天空图像中的天顶位置和地理方位构建误差函数；

几何定标确定模块，用于根据所述误差函数确定真实天顶位置和真实地理方位，并根据所述星点位置坐标和所述真实天顶位置确定所述目标星点的成像半径，并根据所述真实天顶角和所述成像半径拟合得到所述全天空图像中成像半径与真实天顶角之间的关系。

9.一种全天空成像仪，其特征在于，所述全天空成像仪包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一项所述的基于梯度下降法的全天空成像仪的几何定标方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的基于梯度下降法的全天空成像仪的几何定标方法。