[发明专利]一种抑制白天大气湍流效应的大视场测星传感器及使用方法

摘要

本发明公开了一种抑制白天大气湍流效应的大视场测星传感器，包括分光谱双光路光学系统、图像探测及预处理组件和差分图像处理标定方法与算法单元；所述的分光谱双光路光学系统包括遮光罩、光学镜头、分光棱镜以及结构框架；所述的图像探测及预处理组件包括近红外探测器和信号采集与处理电路；所述的差分图像处理标定方法与算法单元包括双探测器协同处理模块、双光路图像像素对齐标定模块、差分图像灰度匹配模块和图像差分算法模块；还公开了其使用方法；相对于现有的以传统CCD为探测器的单光路大视场测星传感器，本发明能够在大气层内的载体上应用，实现在晴朗的白天对近红外星体进行大视场多星测量，能够广泛应用在航海、航空天文导航领域。

主权项

1.一种抑制白天大气湍流效应的大视场测星传感器，其特征在于：包括分光谱双光路光学系统、图像探测及预处理组件和差分图像处理标定方法与算法单元；所述的分光谱双光路光学系统包括遮光罩、光学镜头、分光棱镜以及结构框架，所述的遮光罩采用圆锥形消光筒和网格式消光栅两级消光结构，所述的光学镜头采用焦距300mm、工作波段0.9‑1.7um的透射式光学镜头，所述的结构框架用于提供遮光罩、光学镜头、分光棱镜以及图像探测及预处理组件的安装接口和固定功能；所述的图像探测及预处理组件包括近红外探测器和信号采集与处理电路，所述的近红外探测器采用InGaAs材料，像素为320×256，响应波段为0.9um‑1.7um，所述的信号采集与处理电路包括前置处理板、控制处理电路以及图像处理电路；所述的近红外探测器有两个，分别实时探测实际测星图像和复杂天空背景图像，所述的前置处理板有两块，分别对两个近红外探测器的信号进行采集，提供近红外探测器所必须的工作电压和固定偏压，同时将近红外探测器输出的模拟信号转换为数字信号以后传给控制处理电路；所述的差分图像处理标定方法与算法单元用来实时对实际测星图像和复杂天空背景图像进行差分处理，以此减弱白天大气湍流效应对大视场测星的影响，提高白天测星图像信噪比，包括双探测器协同处理模块、双光路图像像素对齐标定模块、差分图像灰度匹配模块和图像差分算法模块。