申请/专利权人：深圳市微视星辰科技有限公司

申请日：2022-06-08

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN114998423B

主分类号：G06T7/70

分类号：G06T7/70;G06V10/25;G06V20/00;G01C15/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2022.09.20#实质审查的生效;2022.09.02#公开

摘要：本发明属于空间目标观测技术领域，具体涉及一种望远镜自主定向方法。本发明通过获取天空图像、剔除非恒星目标、选取定标星、匹配标准星、望远镜视轴中心指向解算实现望远镜的自主定向。在剔除非恒星目标环节，通过长短曝光图像结合的方式，剔除了图像中的卫星、撞星和其他假目标情况，提高了匹配效率和准确性；采用“回”形区域分区的方式确保了定标星之间的角距尽量大，以减少匹配冗余；通过角距进行第一轮匹配，有匹配冗余时，继续通过星等匹配进一步消除冗余。在望远镜视轴中心指向解算环节，通过已知标准星的理想坐标和像面坐标建立望远镜测量模型，在望远镜站址精确天文坐标未知的情况下，依然可以解算出望远镜视轴中心指向。

主权项：1.一种望远镜自主定向方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取天空图像：望远镜指向一个天区静止不动，连续获取长曝光天空背景图像和短曝光天空背景图像，分别统计两张图像上所有目标的像元数、像面坐标、灰度值，并记录曝光中心时刻；S2、剔除非恒星目标：统计长曝光图像中像元数大于阈值的目标的像面坐标，在短曝光图像中扣除以上目标；对比长曝光图像和短曝光图像，若短曝光图像中有目标的位置，但长曝光图像中该位置没有目标，在短曝光图像中扣除该目标；S3、将短曝光图像分割成“回”形区域，按照星像的平均灰度从大到小在四个“一”字型区域中的三个区域各选择一颗星作为定标星，分别记为N1、N2、N3，三个定标星俯仰角从高到低依次为ξ1、ξ2、ξ3，根据定标星的像面坐标计算出三颗星两两之间的角距，为σ12、σ23、σ13；S4、检索恒星星库中对应赤纬从高到低分别为ξ1′、ξ2′、ξ3′的恒星作为标准星，构建出三个顶点分别位于纬度ξ1′、ξ2′、ξ3′上的所有三角形，计算出三角形的角距，形成配对用标准数据库，设用于配对的恒星编号分别为M1、M2、M3，三颗星的理论角距依次排列为γ12、γ23、γ13；所述恒星星库的构建方式为：将设定纬度范围内的恒星，按照纬度区域增加的方式进行分区，在各纬度区域，按星等增加的方式排列；对定标星和标准星进行按以下条件进行匹配，确定出三颗定标星对应的标准星：条件1：minσ12、σ23、σ13≥minγ12、γ23、γ13+∈1maxσ12、σ23、σ13≤maxγ12、γ23、γ13+∈1条件2： 其中，∈1是设定误差门限1，∈2是设定误差门限2；当符合要求的标准星超过一组时，根据星等进行再次匹配，将每组标准星按照星等从亮到暗排序，对应的赤纬分别为ξMmax′、ξMmid′、ξMmin′，对其两两做差，记录差值的正负性；对应的定标星按照星象平均灰度从高到低排序，对应的俯仰角分别为ξMmax、ξMmid、ξMmin，对其两两做差，记录差值的正负性，两组记录正负性的数组完全一致时，认为匹配成功，匹配成功后，通过查询定标星对应标准星在星库中的数据，得出定标星的赤经、赤纬；S5、对于已知站点天文经纬度的测站，直接根据第i颗定标星的赤经、赤纬和地方时t求出定标星相对测站的理论方位角，再根据理论方位角和实测方位角之间的偏差ΔAi对方位编码器进行置数，实现定向；对于站点精确天文经纬度未知的测站，先根据站址的地理经纬度粗略估算出一个零位，再根据望远镜的误差模型进行修正，得出望远镜的精确零位，具体为：根据测站粗略地理经纬度站址和第i颗定标星的赤经、赤纬αi，δi和地方时t粗略估算出测站中心点相对正北的偏差，为了提高精度，对多颗定标星的偏差值求平均值： ΔAi＝Ai-Ai＇式中：Ai＇、Ai为第i颗定标星相对测站的理论方位角和实测方位角；计算得出定标星的理想坐标Xi，Yi： 式中：αi，δi为第i颗定标星的赤经、赤纬，α0，δ0为视轴中心指向的赤经、赤纬，A0、E0为视轴中心对应的方位俯仰值，Ai、Ei为第i颗定标星对应的方位俯仰值；将定标星的理想坐标Xi，Yi代入六常数模型求出望远镜的测量模型，通过最小二乘法，求出望远镜中心偏差等误差： 式中：xi，yi为匹配成功的定标星的像面坐标，修正望远镜中心指向，实现精确定向A0z：A0z＝A0+ΔAi+a其中，A0为视轴中心对应的方位，a为六常数模型系数a。

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百度查询： 深圳市微视星辰科技有限公司 一种望远镜自主定向方法

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