基于图像叠加的GEO目标探测方法

为了满足地球同步轨道(Geosynchronous Orbit,GEO)空间目标的探测要求,克服长时间曝光CCD像元出现饱和溢出的情况,提出使用多帧连续曝光图像叠加的方法,增加图像的存储范围,同时提升目标的信噪比,保证系统的探测能力.实验结果表明,利用10帧连续图像叠加的方法,可以有效消除像元饱和的情况,提升目标信噪比约3.2倍,提升探测能力近似2.5星等,且序列图像的底片常数精度可靠,用底片常数的均值计算目标位置,精度符合要求.结果验证了使用图像叠加方法探测GEO目标的可行性.     

基于亚像素图像平移叠加提高大倾角同步卫星信噪比的方法研究

大倾角地球同步轨道(GEO)卫星相对地面并非完全静止,其星下点做南北方向的"8"字周期运动,倾角越大运动范围越大.这会降低地面望远镜对其进行凝视观测时的有效曝光时间,无法获得较高的信噪比.对地球同步轨道的监测中,在硬件条件不变的前提下,提出亚像素图像平移叠加方法.根据目标的运动速度和相邻帧图像的时间间隔,在亚像素尺度平移并对齐多幅图像,使GEO目标星象在图像序列中的位置重合,通过叠加多幅序列图像来提高目标信噪比,从而达到提升整个系统探测能力的目的.实测图像叠加结果表明,该方法可以显著提高该类目标的信噪比.叠加5幅图像时,整数像素叠加图像的信噪比约为原图像的1.7倍,而亚像素叠加图像的信噪比是原图像的2倍左右.     

基于先验信息的空间碎片探测方法

提出了一种基于先验信息的空间碎片图像探测方法.该方法通过先验信息,在图像中碎片星像的邻域设置波门,计算波门内的局部背景阈值,辅以相关的判据识别目标.随后使用矩方法计算碎片质心相对波门中心的偏离值,通过线性平移计算碎片质心在整幅图像中的位置.实验表明:该方法复杂度低、便于实现、实时性好,可以高效、准确地探测空间碎片,比较精确地确定碎片的质心位置.     

地基光电望远镜对GEO空间碎片探测能力分析

空间碎片的持续增加已严重威胁人类航天活动的安全。为了规避空间碎片对在轨航天器的威胁,需要通过观测获取空间碎片与航天器的位置等信息进行碰撞预警,为航天器采取规避措施提供参考。地基光电望远镜在高轨空间碎片观测方面有绝对优势,根据探测信噪比公式,计算望远镜最小可探测空间碎片的尺寸,并通过观测实验对尺寸计算公式进行验证,分析设备探测能力的影响因素,对两种观测模式下设备探测地球静止轨道空间碎片的能力进行分析,得到口径和曝光时间对探测能力影响的定量关系,可以为观测空间碎片设备建设等提供参考。     

基于图像位移叠加方法探测暗弱小行星

为了提高对太阳系内暗弱小天体的探测能力,将位移叠加方法应用于时序光学图像的处理,提高了暗弱小行星的识别效率.通过试位法预估动目标的视运动速度,确定动目标的存在性,进一步根据目标星象特征判据(信噪比和星象伸长率)迭代确定动目标的精确位置.将位移叠加方法运用在近地天体望远镜同一天区连续曝光的多幅图像的处理中,成功探测到暗于21 mag的单帧不可见动目标,验证了图像位移叠加方法探测暗弱动目标的可行性.     

基于最大熵估计的空间物体星像复原

空间物体的光学观测中存在诸多的图像退化因素,影响了目标的成像过程,降低了探测精度,给高精度的定位计算带来困难.使用基于最大熵估计的图像复原方法,处理了退化严重的实测图像.通过比较处理前后空间目标的定位精度,分析图像复原方法对于数据处理的影响.实验结果表明,使用最大熵估计图像复原方法,降低了图像退化的影响,显著提高了退化星像的定位精度.     

空间碎片跟踪图像序列的目标识别方法

自动化观测已成为目前空间碎片光学观测的发展趋势,相应的完全无人工干预的目标自动识别成为迫切需要研究的课题.开环跟踪依据历史根数引导望远镜进行碎片的跟踪观测,是一种实现简单并且很稳健的观测方法.针对开环跟踪获取的观测图像,开展了目标在像素空间内的点列特征分析,提出使用像点簇识别算法来进行目标的自动识别,并对3种不同的簇识别算法实现进行了比较.     

利用数学形态学算子方法处理无快门相机的拖尾图像

使用全帧转移CCD相机观测空间目标往往拆除快门,从而产生拖尾,严重影响了目标的探测和定位.基于星像与拖尾几何形态的不同,使用数学形态学方法处理拖尾图像.通过比较拖尾处理前后图像中恒星的定位精度和空间目标的定位精度,验证形态学方法可以有效消除天文图像中的拖尾,显著提高拖尾图像中恒星与动目标的探测率及定位精度.结果表明数学形态学方法是一种有效的去除拖尾的方法.     

太阳色球图像的选帧处理

讲述抚仙湖太阳观测站的色球图像的选帧处理,主要针对观测数据的网上发布,处理过程主要由选帧和简单位移叠加(SAA)组成。使用在太阳光球图像处理中提出的斑点干涉术选帧法对图像进行选取。对太阳等扩展目标,简单位移叠加的位移量由图像和参考图像的相关极大值位置确定,参考图像选像质最好的一帧。选帧处理过程算法简单,处理速度快,相比斑点掩模法可以节省大量的重建时间,通过观察得到的处理结果还可以确定数据是否有用斑点掩模法进行进一步处理的必要。     

太阳磁场观测中相关位移叠加算法的比较

在太阳磁场观测中,要得到几高斯的灵敏度,通常需要经过多帧短曝光图像叠加获取高信噪比的图像.由于大气抖动和风的影响使得观测图像存在线性位移,因此需要采用图像配准技术进行位移叠加.通过比较相位相关和互相关算法的图像配准算法,对模拟图像和实测图像进行了处理,采用了差分图像的平均值、均方差、配准图像的最大相关值、叠加图像的熵和磁场图像的能量5个统计量对处理结果进行评价,认为相位相关算法对噪声更为敏感,而互相关算法更适合太阳磁场的位移叠加处理.