低軌空間目標(biāo)光電觀測與信息處理技術(shù)研究.pdf

1、空間碎片數(shù)量的急劇增加對空間活動(dòng)和空間資產(chǎn)安全構(gòu)成了潛在的安全威脅，低地球軌道（LEO）的空間碎片更加密集，所造成的危害更大。地基遠(yuǎn)程雷達(dá)是實(shí)施LEO空間目標(biāo)監(jiān)測的主要手段，地基光電望遠(yuǎn)鏡可以提高低軌空間目標(biāo)監(jiān)測的弧段長度、可觀測圈次等，是低軌空間目標(biāo)監(jiān)測的重要補(bǔ)充手段，可以提升低軌空間目標(biāo)監(jiān)視能力。中國科學(xué)院云南天文臺的1.2m地平式光電望遠(yuǎn)鏡在觀測低軌空間碎片目標(biāo)方面具有較大優(yōu)勢，本論文以其實(shí)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，開展低軌空間目標(biāo)光電監(jiān)測數(shù)

2、據(jù)處理分析方法研究。主要工作如下：
　　1 LEO空間目標(biāo)運(yùn)行角速度快，極易飛出視場，望遠(yuǎn)鏡實(shí)測圖像（FITS圖像）中會出現(xiàn)目標(biāo)不在視場內(nèi)、目標(biāo)圖像拖尾等觀測模糊問題，提出自適應(yīng)雙門限圖像分割和目標(biāo)提取方法，自動(dòng)消除圖像中大部分的噪聲背景，自動(dòng)區(qū)分目標(biāo)光斑和背景光斑。
　　2 FITS圖像中幾乎沒有背景恒星，無法采用相對定位法測量目標(biāo)的角位置，提出基于灰度加權(quán)的LEO空間目標(biāo)角位置測量方法，提取LEO空間目標(biāo)的質(zhì)心并獲取其脫

3、靶量，使用軸系定位法計(jì)算LEO空間目標(biāo)的絕對位置，生成LEO空間目標(biāo)運(yùn)動(dòng)序列。
　　3 針對 LEO空間目標(biāo)運(yùn)行速度快、難捕捉導(dǎo)致的角位置數(shù)據(jù)短弧段特點(diǎn)，基于上面計(jì)算得來的角位置數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)了穩(wěn)健軌道確定方法。同時(shí)，考慮到異常數(shù)據(jù)的存在及其消極影響，設(shè)計(jì)了基于加權(quán)的異常值剔除方法。最終，通過將基于角位置測量得到的初軌根數(shù)與NASA公布的TLE軌道根數(shù)進(jìn)行對比分析來評估角位置測量方法以及FITS圖像處理方法。兩個(gè)結(jié)果的高度吻合驗(yàn)證了F