[发明专利]地基光测设备克服恒星穿越探测窗口干扰的卫星跟踪方法

说明书

技术领域

本发明属于利用图像处理技术的目标卫星跟踪方法领域，具体涉及一种地基光测设备克服恒星穿越探测窗口干扰的卫星稳定跟踪方法。

背景技术

地球轨道被大量卫星环绕，为了掌握各个卫星在空间的运行轨道以及对各个卫星空间位置精确定位，地面大量光学测量设备对卫星进行实时跟踪监测，不断更新卫星空间位置，及时修正卫星轨道数据。

传统的地基光测设备卫星跟踪方法通常都采用边缘检测法、重心法等图像处理技术。例如，利用边缘检测法对地基光测望远镜所跟踪拍摄到的目标卫星照片进行边缘检测，将照片处理为灰度图像，同时取得目标卫星在跟踪窗口中的像素坐标值。目标卫星在跟踪窗口中呈现为一个单一的白色光斑，而没有任何干扰目标的深空背景呈现为单一的灰色。

目标卫星在跟踪窗口中的像素坐标值与跟踪窗口自身的中心点像素坐标之间的矢量差通常称为目标卫星的脱靶量。光测设备将以脱靶量为依据驱动跟踪窗口向消除脱靶量的方向移动，以此实现对卫星标靶的连续可靠的追踪。

然而，随着光测设备探测能力不断提升，其所能探测到空间目标越来越多，宇宙的深空背景中不同亮度的恒星可能突然进入并穿过跟踪窗口，成为目标干扰源。

除目标卫星以外，还存在一个目标干扰源。干扰源是深空背景中的恒星在灰度图像中产生的光斑。在包含有干扰源的灰度图像中，干扰源同样呈现为白色光斑，传统的图像处理方法无法对其二者进行有效识别，由于目标干扰源的能量经常超过目标卫星的能量，因此利用传统的图像处理技术跟踪卫星，容易出现跟踪能量更高的恒星的现象，导致目标卫星跟丢，跟踪任务失败。

发明内容

为了解决重心、边缘检测等常规图像处理算法在处理地基光测设备卫星跟踪任务时，当深空背景中的恒星作为干扰源进入并穿过跟踪窗口时，在包含有干扰源的灰度图像中，干扰源和目标卫星均呈现为白色光斑，传统的图像处理方法无法对其二者进行有效识别，可能造成跟踪窗口转而跟踪能量更高的恒星，导致目标卫星跟丢，跟踪任务失败的技术问题，本发明提供一种地基光测设备克服恒星穿越探测窗口干扰的卫星跟踪方法。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

地基光测设备克服恒星穿越探测窗口干扰的卫星跟踪方法包括以下步骤：

步骤一：采集图像，利用常规的卫星跟踪方法计算每一帧灰度图像中目标卫星所形成的光斑中心的脱靶量；

步骤二：求取步骤一所述灰度图像中目标卫星所形成的光斑中心的灰度值作为目标卫星光斑能量值的亮度参考量，其具体包含如下子步骤：

步骤2.1：计算求取步骤一所述最新的六帧灰度图像中目标卫星所形成的光斑中心的灰度值En，（n=0，1……5），其中，最新的当前帧灰度图像中目标卫星所形成的光斑中心的灰度值计作E₀，当前帧之前的连续五帧灰度图像中目标卫星所形成的光斑中心的灰度值分别计作E₁，E₂，E₃，E₄和E₅；

步骤2.2：计算步骤2.1所述E₁，E₂，E₃，E₄和E₅的平均值E_平均；

步骤2.3：利用公式Diff_卫星=|E_平均-E₀|计算当前帧灰度值与当前帧之前的连续五帧的平均值E_平均之间的差值Diff_卫星；

步骤三：求取步骤一所述灰度图像的灰度值总和，作为跟踪窗口中能量总和的亮度参考量，其具体包含如下子步骤：

步骤3.1：分别通过计算求出步骤一所述最新六帧灰度图像各自的跟踪窗口总灰度值Gn，（n=0，1……5），其中，最新的当前帧跟踪窗口灰度图像的灰度值总和计作G₀，当前帧之前的连续五帧跟踪窗口灰度图像各自的灰度值总和分别计作G₁，G₂，G₃，G₄和G₅：

步骤3.2：计算步骤3.1所述G₁，G₂，G₃，G₄和G₅的平均值G_平均；