[发明专利]白天强天光背景暗弱目标识别装置及识别方法

说明书

本申请提供的白天强天光背景暗弱目标识别装置及方法，光束经主镜（1）反射后进入次镜（2），再经次镜（2）入射进入分光镜（6），可见光波段的光束经分光镜（6）反射至可见光探测器（7），短波红外波段的光束经分光镜（6）透射至短波红外探测器（8），同步触发器（9）控制可见光探测器（7）及短波红外探测器（8）以保证同一中间时刻曝光，并同时传输至图像处理单元（10），图像处理单元（10）完成短波红外波段天光背景建模，再结合实测短波红外目标图像，得到目标提取结果，上述装置及方法，在不损失目标短波红外信号能量的同时利用可见光波段实现天光背景噪声的建模及剔除，可大幅提高地基光电探测设备的白天探测能力。

技术领域

本申请涉及光学技术领域，特别涉及一种白天强天光背景暗弱目标识别装置及识别方法。

背景技术

随着空间科学技术的迅猛发展，太空中的人造天体数目急剧增加，截至目前，在轨人造卫星的数目已经超过了19000余颗，对人造卫星进行实时精准的跟踪测量与识别有着十分重要的意义。受限于白天强天光背景影响，常规地基光电探测系统只能在夜晚或晨昏时段工作，这严重影响了目标星体的定位精度及探测时效性。因此，发明一种可以有效抑制天光背景噪声，实现白天场景暗弱目标星体有效探测的装置及方法是非常必要的。

针对上述需求，目前已有的相关解决方案如下：

中国专利 CN 1815258 A（公开日20060809）提出了一种基于扫描振镜的光电成像跟踪系统。利用扫描振镜形成视场偏移，根据目标信号与背景信号“视场和变化频率像差巨大”的特点，实现天光背景噪声的抑制。

中国专利 CN 101685162 A （公开日20100331）提出一种白天星体探测装置。该装置同时采用光谱滤波法和偏振法对白天无云天空背景下的目标星体进行探测，提高了白天星体的探测性能。

中国专利 CN 110888177 A （公开日20200317）提出一种利用剪切干涉仪实现强背景暗弱空间目标提取的探测装置。利用剪切干涉仪实现剪切干涉条纹的周期性往返运动，进而实现目标光信号的频率调制，最后利用微弱信号检测设备对受调制的目标信号进行检测，并抑制包含天光背景在内的主要噪声的影响，实现对暗弱目标信号的探测。

现有技术采用的扫描振镜、偏振、光谱滤波、以及剪切干涉等目标信号调制方法在增强信噪比的同时均会造成不同程度的目标能量损失，因而对于望远镜系统的探测能力提升有限，目前尚无法满足白天强天光背景下暗弱空间目标监测的应用需求。

发明内容

鉴于此，有必要针对现有技术中存在的缺陷提供一种满足白天强天光背景下暗弱空间目标监测应用需求的探测装置及识别方法。

为解决上述问题，本申请采用下述技术方案：

本申请目的之一，提供了一种白天强天光背景暗弱目标识别装置，包括望远镜主光学单元（100）、探测器单元（200）及图像处理单元（10），所述望远镜主光学单元（100）包括主镜（1）及次镜（2），所述探测器单元（200）包括分光镜（6）、可见光探测器（7）、短波红外探测器（8）及同步触发器（9），所述同步触发器（9）与所述可见光探测器（7）及所述短波红外探测器（8）均电性连接，所述图像处理单元（10）与所述可见光探测器（7）及所述短波红外探测器（8）均电性连接；其中：

光束经所述主镜（1）反射后进入所述次镜（2），再经所述次镜（2）入射进入所述分光镜（6），可见光波段的光束经所述分光镜（6）反射至所述可见光探测器（7），短波红外波段的光束经所述分光镜（6）透射至所述短波红外探测器（8），所述同步触发器（9）控制所述可见光探测器（7）及所述短波红外探测器（8）以保证同一中间时刻曝光，并同时传输至所述图像处理单元（10），所述图像处理单元（10）利用可见光天光背景信号完成短波红外波段天光背景建模，再结合实测短波红外目标图像，得到目标提取结果。