基于漂移扫描的同步卫星实时定轨图像处理方法研究

《基于漂移扫描的同步卫星实时定轨图像处理方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、？－分类号３０２密级：公开；ＴＰ－－－：１３１１０４１００５２０－０６－０４０８０３０００５００５学号档案号：１６ＳＣＩＥＮ層ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＳＵＺＨＯＵＵＮＩＶＥＲＳＩＦＹＯＦＣＥ硕±学位论文（学术学位）论文题目：基于漂移污描的同步卫星实时定轨图像处理方法研究学生姓名：柳红岩指导教师姓名：至圣学科口类：工学专业名称：光学工程研究方向：光电与信息处理二０—六年六月苏州科技大学硕士学位论文基于漂移扫描的同步卫星实时定轨图像处理方法研究学生姓名：柳红岩指

2、导教师姓名：王军专业名称：光学工程苏州科技大学电子与信息工程学院二○一六年六月MasterDissertationofSuzhouUniversityofScienceandTechnologyResearchonimageprocessingalgorithmsoforbitdeterminationofsynchronoussatellitesbasedondrift-scanMasterCandidate:HongyanLiuSupervisor:JunWangMajor:OpticalEngineeringSuzhouUniversit

3、yofScienceandTechnologySchoolofElectronicandInformationEngineeringJune,2016苏州科技大学硕士论文摘要摘要对同步卫星轨道进行观测时，为了克服不能同时获取背景恒星与同步卫星的圆形星象，提出短帧CCD漂移扫描模式，通过CCD凝视模式与漂移扫描模式交替观测背景恒星与同步卫星，能够交替得到背景恒星与同步卫星的圆星象。讨论了利用漂移扫描CCD拍摄星图，并对星图进行处理。为了实现同步卫星实时定轨，本文引入DSP图像处理模块对星图进行快速计算，在DSP平台上，开发图像处理软件。星图处理主

4、要包含4部分内容，星图的背景处理，星图目标的提取，凝视模式星图背景恒星的识别和同步卫星轨道的归算。本文主要对星图背景处理，星图目标提取与星图识别关键步骤进行算法设计与优化，最终达到同步卫星快速且高精度定轨要求。在星图目标提取方面，本论文采用多项式拟合法去除smear拖尾并处理星图背景亮度不均匀性，该方法通过计算列灰度平均值能够有效检测拖尾列，并通过多项式拟合，使得星图背景亮度分布均匀的同时使得拖尾像素与目标像素的区别更加明显，故而更加容易去除拖尾；进而采用基于显著性的微小目标提取算法提取星图背景恒星目标与同步卫星目标，通过优化传统的提取算法，采

5、用最简特征构造显著图，保证了星图目标提取与精度的同时，加快了提取时间，有利于同步卫星实时定轨的实现。在星图识别方面，本论文对传统的三角形识别算法进行改进，采用二次匹配识别算法，该算法通过对导航星库与初匹配恒星进行筛选，减少弧长库大小与降低初匹配冗余，通过归算CCD底片模型对提取结果进行二分法匹配，能够有效提高匹配率的同时加快匹配速度。利用本论文采用的算法对漂移扫描CCD连续拍摄的大量数据进行实时处理，处理结果表明，本论文采用的多项式拟合算法与局部直方图高斯拟合smear去除算法相比，具有较好的处理效果与实时性；在星点目标提取方面，本论文采用的基

6、于视觉显著性目标提取算法相比于传统的视框提取算法受噪声影响较小，具有较高的提取率；在星图识别方面，本论文采用的二次匹配算法相比于传统的三角形识别算法，弧长库总量少，误匹配率低，在很大程度上缩短了识别时间。通过对同步卫星轨道数据进行拟合分析，结果表明，轨道标准差较小，定轨精度高，满足同步卫星定轨要求，验证了上述算法的有效性。关键字：漂移扫描，星图目标提取，星图识别I苏州科技大学硕士论文AbstractAbstractWhenthesynchronoussatellitesarebeingobserved,toovercomethedisadvan

7、tagethatbackgroundstarsandsynchronoussatellitecannotbeachievedroundshapeatthesametime,shortframeCCDwithdrift-scanmodelisproposed,usingthestarringmodelanddrift-scanmodelalternatelyobservingbackgroundstarsandsynchronoussatellitetopresentroundshapeinstarimages,thenprocessingsta

8、rimages.Torealizereal-timeorbitdeterminationofsynchronoussatellites,DSPimag