申请/专利权人：中国科学院光电技术研究所

申请日：2017-04-06

公开（公告）日：2020-03-20

公开（公告）号：CN106896827B

主分类号：G05D1/12(20060101)

分类号：G05D1/12(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.03.20#授权;2017.07.21#实质审查的生效;2017.06.27#公开

摘要：本发明提供了一种光电跟踪测量设备指向位置附近恒星实时搜索的方法，所涉及的领域主要为光电跟踪测量领域，高精度设备引导控制。针对目标跟踪过程中，要对航迹周围的恒星进行观测的需求。本发明设计一种方法，实现目标跟踪的同时，能够在星表内实时搜索距离目标一定张角范围的恒星。本发明利用恒星位置在第二赤道坐标系内基本恒定这一特性，规避了搜星过程中，由于恒星和目标在地平坐标系都在运动，造成的计算量大，搜索复杂度大等相关问题。并通过虚拟恒星计算相关误差，实现了在星表内直接搜索，减少了搜索量，提高了搜索效率以及搜索命中率。

主权项：1.一种光电跟踪测量设备指向位置附近恒星实时搜索的方法，其特征在于，实现步骤如下：步骤1、光电跟踪测量设备跟踪目标，将指向偏差校正后目标的地平系位置数据转换为第二赤道坐标系内的数据，对第二赤道坐标系内的数据进行处理得到目标的运动特性；步骤2、设定第二赤道坐标系内的当前位置为中心，当需要预测时，计算T时间后目标的位置，并以此位置为中心，设定中心位置为RiAc，RiDc；步骤3、虚拟当前位置有一颗年自行和视差都为零的恒星，计算平位置到第二赤道坐标系之间的偏差，设为ΔRiA，ΔRiD；步骤4、计算恒星星表内的搜索中心和搜索范围，搜索中心为RiAc–ΔRiA，RiDc-ΔRiD，假设搜索范围为α，则星表内搜索范围为：赤经：[RiAc–ΔRiA-αcosRiDc-ΔRiD，RiAc–ΔRiA+αcosRiDc-ΔRiD]；赤纬：[RiDc-ΔRiD-α，RiDc-ΔRiD+α]；步骤5、对星表中的恒星进行搜索，以距离星表中心最近的恒星作为最优搜索结果，一旦选中恒星则锁定恒星，并终止搜索流程；步骤6、计算恒星在第二赤道坐标系内的位置和当前目标在第二赤道坐标系内位置的张角，以及恒星及目标之间的运动趋势，一旦恒星运动出探测器视场，则重新进行恒星搜索过程；当目标在视场内时，更新步骤1中的指向偏差；步骤7、在恒星被锁定的过程中，实时计算恒星在地平系内的位置数据A，E，其中，A为方位角，E为俯仰角，并发送至引导机构。

全文数据：一种光电跟踪测量设备指向位置附近恒星实时搜索的方法技术领域[0001]本发明属于光电跟踪测量领域，具体涉及一种光电跟踪测量设备指向位置附近恒星实时搜索的方法。背景技术[0002]在光电跟踪测量领域，为精确得到目标的位置数据，需要对光电跟踪测量设备的系统误差以及指向偏差进行校正。但光电跟踪测量设备的误差会随着时间而发生变化，因而需要定时进行校正。由于恒星位置被认为精度较高，一般可以用来标校光电跟踪测量设备的误差，因而如果能够在跟踪目标的时候，观测到目标周围一定视场范围内恒星的位置，则可以实时或者准实时校正系统误差和指向偏差。而如何在跟踪目标的过程中，实时或者准实时搜寻目标周围的恒星是解决此问题的关键。[0003]当在实时跟踪目标同时进行搜星时，需要解决三个问题：[0004]1由于目标运动与恒星运动之间的关系，导致搜星需要判断相互运动方向，速度等因素，尤其当要预测某时间后恒星会进入视场时，使得搜索恒星的复杂度大大增高；[0005]2星表中的恒星位置不变，但和目标位置不能直接进行比对搜索，星表中恒星的平位置要转换到目标的地平系位置时，需要矫正岁差、章动、周年视差、周年光行差、年自行以及观测位置时间处理等，但当恒星较多时，如果都进行转换所需要的时间较长；[0006]3搜索恒星的目的为对恒星的引导等操作，到搜索到恒星后，需要对恒星的位置进行引导计算。发明内容[0007]为解决实时跟踪目标同时搜索周围恒星的目的，提出一种光电跟踪测量设备指向位置实时恒星搜索方法。该方法将目标位置转换到第二赤道坐标系内，并在第二赤道坐标系内建立目标的运动特性。同时利用恒星位置在第二赤道坐标系基本恒定的特点，计算在设备指向位置附近由于岁差、章动等带来的平位置和视位置之间的差别。然后以此差别对星表进行修正并搜索相应的恒星。[0008]本发明采用的技术方案为:一种光电跟踪测量设备指向位置附近恒星实时搜索的方法，该方法实现步骤如下：[0009]步骤（1、光电跟踪测量设备跟踪目标，将粗略指向偏差校正后目标的地平系位置数据转换到第二赤道坐标系内的数据，对第二赤道坐标系内的数据进行处理得到目标的运动特性；[0010]步骤2、设定第二赤道坐标系内的当前位置为中心，当需要预测时，计算T时间后目标的位置，并以此位置为中心，设定中心位置为RiAc，RiDc;[0011]步骤3、虚拟当前位置有一颗年自行和视差都为零的恒星，计算平位置到第二赤道坐标系之间的偏差，设为（ARiA，ARiD;[0012]步骤4、计算恒星星表内的搜索中心和搜索范围内，搜索中心为RiAc-ARiA，RiDc-ARiD，假设搜索范围为a，则星表内搜索范围为：[0013]赤经：[RiAc-ARiA_acosRiDc-ARiD，RiAc-ARiA+acosRiDc-ARiD];[0014]赤讳：[RiDc-ARiD-a，RiDc-ARiD+a];[0015]步骤⑸、对星表中的恒星进行搜索，以距离星表中心最近的恒星作为最优搜索结果，一旦选中恒星则锁定恒星，并终止搜索流程；[0016]步骤6、计算恒星在第二赤道坐标系内的位置和当前目标在第二赤道坐标系内位置的张角，以及恒星及目标之间的运动趋势，一旦恒星运动出探测器视场，则重新进行恒星搜索过程;当目标在视场内时，更新步骤1中的指向偏差；[0017]步骤⑺、在恒星被锁定的过程中，实时计算恒星在地平系内的位置数据A，E，其中，A为方位角，E为俯仰角，并发送至引导机构。[0018]其中，所述的目标的地平系位置数据包括方位角和俯仰角，所述的第二赤道坐标系内的数据包括赤经和赤纬，所述的目标的运动特性包括速度和加速度。[0019]本发明与现有技术相比的优点在于:本发明由于采用第二赤道坐标系作为中间坐标系，不需要对指向区域内的恒星进行全部坐标系转换，因而减小了运算量一一尤其当星库的恒星较多时，提高了工作效率;同时在第二赤道坐标系内对目标的运动特性进行建模，也简化了目标和恒星运动之间的关系。附图说明[0020]图1为光电跟踪测量设备在第二赤道坐标系内跟踪目标同时进行恒星目标搜索的示意图；[0021]图2为光电跟踪测量设备目标跟踪与恒星搜索过程的流程图。具体实施方式[0022]下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。[0023]一种光电跟踪测量设备指向位置附近恒星实时搜索的方法，该方法实现步骤如下：[0024]步骤（1、光电跟踪测量设备跟踪目标，将粗略指向偏差校正后目标的地平系位置数据方位角、俯仰角转换到第二赤道坐标系内的数据赤经、赤炜），在第二赤道坐标系内的数据进行处理得到目标的运动特性速度、加速度等）；[0025]步骤2、设定第二赤道坐标系内的当前位置为中心，当需要预测时，计算T时间后目标的位置，并以此位置为中心，设定中心位置为RiAc，RiDc;[0026]步骤⑶、虚拟当前位置有一颗年自行和视差都为零的恒星，计算平位置到第二赤道坐标系之间的偏差，设为（ARiA，ARiD;[0027]步骤（4、计算恒星星表内的搜索中心和搜索范围，搜索中心为（RiAc-ARiA，RiDc-ARiD，假设搜索范围为a，则星表内搜索范围为：[0028]赤经：[RiAc-ARiA-acosRiDc-ARiD，RiAc-ARiA+acosRiDc—ARiD];[0029]赤讳：[RiDc-ARiD-a，RiDc-ARiD+a];[0030]步骤5、对星表中的恒星进行搜索，以距离星表中心最近的恒星作为最优搜索结果，一旦选中恒星则锁定恒星，并终止搜索流程；[0031]步骤6、计算但生在弟二赤道坐标系内的位置和当前目标在第二赤道坐标系内位置的张角，以及恒星及目标之间的运动趋势，一旦恒星运动出探测器视场，则重新进行恒星搜索过程;当目标在视场内时，更新步骤1中的指向偏差；[0032]步骤7、在恒星被锁定的过程中，实时计算恒星在地平系内的位置数据a，e，其中，A为方位角，E为俯仰角，并发送至引导机构。

权利要求：1.一种光电跟踪测量设备指向位置附近恒星实时搜索的方法，其特征在于，实现步骤如下：步骤（1、光电跟踪测量设备跟踪目标，将粗略指向偏差校正后目标的地平系位置数据转换为第二赤道坐标系内的数据，对第二赤道坐标系内的数据进行处理得到目标的运动特性；步骤（2、设定第二赤道坐标系内的当前位置为中心，当需要预测时时间后目标的位置，并以此位置为中心，设定中心位置为RiAc，RiDc;步骤3、虚拟当前位置有一颗年自行和视差都为零的恒星，计算平位置到第二赤道坐标系之间的偏差，设为（ARiA，ARiD;步骤4、计算恒星星表内的搜索中心和搜索范围内，搜索中心为RiAc-ARiA，RiDc-ARiD，假设搜索范围为a，则星表内搜索范围为：赤经：[RiAc-ARiA-aC0SRiDc-ARiD，RiAc_ARiA+acosRiDc-ARiD];赤玮：[RiDc-ARiD-a，RiDc_ARiD+a];步骤5、对星表中的恒星进行搜索，以距离星表中心最近的恒星作为最优搜索结果，一旦选中恒星则锁定恒星，并终止搜索流程；步骤6、计算恒星在第二赤道坐标系内的位置和当前目标在第二赤道坐标系内位置的张角，以及恒星及目标之间的运动趋势，一旦恒星运动出探测器视场，则重新进行恒星搜索过程;当目标在视场内时，更新步骤⑴中的指向偏差；步骤7、在恒星被锁定的过程中，实时计算恒星在地平系内的位置数据A，E，其中，A为方位角，E为俯仰角，并发送至引导机构。2.根据权利要求1所述的一种光电跟踪测量设备指向位置附近恒星实时搜索的方法，其特征在于，所述的目标的地平系位置数据包括方位角和俯仰角，所述的第二赤道坐标系内的数据包括赤经和赤纬，所述的目标的运动特性包括速度和加速度。

百度查询： 中国科学院光电技术研究所 一种光电跟踪测量设备指向位置附近恒星实时搜索的方法

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