[发明专利]对空间物体进行自动化的无缝光谱处理和波长定标方法

摘要

本发明涉及一种对空间物体进行自动化的无缝光谱处理和波长定标方法。该方法包括如下步骤对空间物体的光谱图像进行分类和预处理的步骤；对空间物体和定标灯的二维光谱进行本底和暗场图像进行预处理的步骤；对空间物体的光谱进行识别、定位、剪切的步骤；对定标灯谱进行识别和定位，然后进行剪切的步骤；对剪切的定标灯光谱进行追迹、旋转和抽谱的步骤；根据已知定标灯谱拟合色散方程的步骤；根据色散方程利用拍摄的多波段平场对空间物体的二维光谱进行平场改正的步骤；对剪切的空间物体二维光谱进行追迹、旋转和抽谱的步骤；波长定标的步骤；以及归档整理所有观测结果的步骤。

主权项

一种对空间物体进行自动化的无缝光谱处理和波长定标方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：对空间物体的二维光谱图像进行分类和预处理的步骤，该步骤包括以下子步骤：子步骤A：获取本底图像(Bias)、多波段的平场图像(Flat)、暗场图像(Dark)；子步骤B：合并本底图像，对所有空间物体的二维光谱以及定标灯的二维光谱进行本底改正，消除探测器及光电观测设备的偏置电压及不均匀性影响；子步骤C：合并暗场图像，进行暗场改正，消除探测器上暗电流的影响；子步骤D：对不同波段的平场图像做归一化的三维平场(X,Y,λ)；步骤二：对空间物体的二维光谱进行识别、定位、剪切的步骤，该步骤包括以下子步骤：子步骤E：对经过本底和暗流改正后的图像中的空间物体和定标灯的光谱通过零级谱进行识别和定位；子步骤F：对空间物体和定标灯的二维光谱进行剪切(Cutout Spectrum)，以0级光谱为中心，沿色散方向剪切成长条形状；步骤三：对定标灯的二维光谱图像顺次进行平滑处理、追迹拟合处理、旋转处理和抽谱处理的步骤，该步骤包括以下子步骤：子步骤G：对剪切的二维灯谱图像进行平滑处理；子步骤H：对剪切的二维灯谱整体进行追迹拟合，所述光谱图像包括0级，±1级；子步骤I：通过拟合的斜率对剪切的二维灯谱进行旋转，使其色散方向和图像的X轴平行；子步骤J：对定标灯零级谱进行半高全宽拟合(FWHM)，从而对抽灯谱的孔径大小进行判断估计；子步骤K：对二维光谱上沿色散方向每个象元的孔径内的流量值进行累加，从而得到沿色散方向流量值的分布，即抽取得到一维光谱；子步骤L：定标灯一维光谱合并；子步骤M：根据已知的灯谱图证认拍摄的一维谱线的波长，然后根据谱线的象元位置，拟合得到光谱的色散方程；步骤四：根据定标灯谱得到色散方程，对剪切的空间物体二维光谱进行平场改正，再进行追迹、旋转和抽谱处理的步骤，该步骤包括以下子步骤：子步骤N：根据定标灯谱得到的色散方程以及观测的多波段平场(X,Y,λ)对剪切的空间物体二维光谱完成平场改正；子步骤O：对剪切的空间物体二维光谱图像进行平滑处理；子步骤P：对剪切的二维光谱图像整体进行追迹拟合，所述光谱图像包括0级，±1级；子步骤Q：通过拟合得到的斜率对剪切的光谱图像进行旋转，使其色散方向和图像X轴平行；子步骤R：对零级谱进行半高全宽拟合(FWHM)，从而对抽谱的孔径大小进行判断估计；子步骤S：对光谱上的沿色散轴方向每个象元的孔径内的流量值以及对应的天光进行亮度估计，用孔径内的亮度值减去平均的背景天光值，从而得到纯的亮度值，抽取得到一维光谱；子步骤T：空间物体一维光谱合并；步骤五：波长定标的步骤：根据定标灯谱得到的光谱色散方程，运用到待定标的抽出的空间物体的一维光谱中，就完成波长定标；步骤六：归档整理所有观测结果的步骤：对整晚波长定标后的空间物体的一维光谱结果进行整理，按照用户的需求生成固定格式的表格。