[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公开说明书
[11]公开号CN 1710377A [43]公开日2005年12月21日
[21]申请号200510040409.7[22]申请日2005.06.07
[21]申请号200510040409.7
[71]申请人中国科学院紫金山天文台
地址210008江苏省南京市北京西路2号
[72]发明人鲁春林 张晓祥 顾光德 [74]专利代理机构南京知识律师事务所代理人栗仲平
[51]Int.CI 7G01B 11/03G01B 21/04
权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 1 页
[54]发明名称
[57]摘要
空间目标实时天文定位方法，包括以下工作步
像；伺服控制分系统给计算机提供码盘读数；GPS
时间分系统给计算机提供时间信息；天文定位软件
系统根据上述三项输入数据，给出空间目标的精确
定位结果。本发明的空间目标实时天文定位定方法
光轴中心偏差、码盘安装误差、CCD象元当量不准
引起的误差、大气折射改正不严格引起的误差和测
站坐标的数据不正确引起的误差的影响，提高了定
位稳定性和精度。其方便程度与精确程度都能满足
现代科研、军事等领域的需要。
200510040409.7权 利 要 求 书第1/1页 1、一种空间目标实时天文定位方法，包括以下工作步骤： 图象采集分系统采集空间目标及背景恒星的图像；
伺服控制分系统给计算机提供码盘读数；
GPS时间分系统给计算机提供时间信息；
天文定位软件系统根据上述三项输入数据，给出空间目标的精确定位结果。
2、按照权利要求1所述的空间目标实时天文定位方法，其特征在于，具体步骤包括：
图象采集分系统采集空间目标及背景恒星的图像，
确定采集图像的频率后，图像采集分系统每隔一段预定的时间对CCD进行初始化后，CCD开始按照设定的时间曝光，并给出曝光开始信号，曝光结束后，将图像传输到计算机内存指定的缓冲区中，采集图像结束； 伺服控制分系统给计算机提供码盘读数；
伺服控制分系统实时监测CCD曝光开始信号，当CCD曝光开始信号到来时，给计算机提供对应时刻的码盘读数；
GPS时间分系统给计算机提供时间信息；
GPS时间分系统实时监测CCD曝光开始信号，当CCD曝光开始信号到来时，给计算机提供对应时刻的时间信息，包括年月日时分秒毫秒； 计算机系统根据上述三项输入数据，给出空间目标的精确定位结果。步骤1到步骤3实现C C D图像、编码器的读数和时间一一对应。
3、按照权利要求1或2所述的空间目标实时天文定位方法，其特征在于，还设有以下步骤：计算结果通过显示系统显示出来。
200510040409.7说 明 书第1/5页
空间目标实时天文定位方法
技术领域
本发明涉及一种空间目标实时天文定位方法，特别是一种空间目标的精
确测定方法。
背景技术
在科研、军事等许多领域中，都需要对空间目标的进行监视，从而给出
空间目标每一瞬间在天空中的位置及其变化，确定空间目标的运转轨道，从
而获取空间目标精确的信息(轨道特征，物理构形和目的)。
现有技术采用轴系定位的方式对空间目标进行定位，其方法包括以下步
骤：采集CCD图像、望远镜的指向及GPS时间，计算空间目标在CCD图像
上的位置，合成空间目标的位置。由于这种空间目标定位方式是一种绝对定
位方式，定位精度受到一系列的因素影响，包括：望远镜置平及南北指向
误差、CCD视场中心和光轴中心偏差、码盘安装误差、CCD象元当量
不准引起的误差、大气折射改正不严格引起的误差和测站坐标的数据
不正确引起的误差。由于轴系定位受到一系列因素的影响，所以轴系
定位的结果具有稳定性低、精度低等特点，无法实现对空间目标精密
测定。
发明内容
本发明提供一种全新的空间目标的精确测定方法，使得空间目标的测量结
果的精度优于系统空间分辨率的1/2(若系统空间分辨率为5角秒，则系统
的测量精度优于2.5角秒)。在天球坐标系(J2000.0)中的平赤道、平春分点坐标下，平赤经和平赤纬，对于每个测站，观测的不同时间，均属于一个非常稳定的坐标系；定位的精度，不受望远镜轴系误差和大气折射改正误差的影响。
完成上述发明任务的技术方案是：空间目标实时天文定位方法，包括以下工作步骤：
图象采集分系统采集空间目标及背景恒星的图像；
伺服控制分系统给计算机提供码盘读数；
GPS时间分系统给计算机提供时间信息；
根据上述三项输入数据，计算机按照传统天文学理论和使用传统的数学方法，采用分区检索出CCD图像中背景恒星的理论坐标和逆向匹配法，实
时获取CCD图像中背景恒星对应的实测坐标，从而解算出CCD图像的底片
常数，根据空间目标在CCD图像上的坐标给出空间目标的精确定位结果。
更优化和更具体地说，以上各步骤包括：
1、图象采集分系统采集空间目标及背景恒星的图像：
确定采集图像的频率(例如5HZ)后，图像采集分系统每隔一段预定的
时间(例如200毫秒)对CCD进行初始化后，CCD开始按照设定的时间曝
光，并给出曝光开始信号，曝光结束后，将图像传输到计算机内存指定的缓冲区中，采集图像结束；
2、伺服控制分系统给计算机提供码盘读数：
伺服控制分系统实时监测CCD曝光开始信号，当CCD曝光开始信号
到来时，给计算机提供对应时刻的码盘读数；
3、GPS时间分系统给计算机提供时间信息：
GPS时间分系统实时监测CCD曝光开始信号，当CCD曝光开始信号到
来时，给计算机提供对应时刻的时间信息，包括年月日时分秒毫秒(准确到0.1毫秒)；
4、计算机系统根据上述三项输入数据，给出空间目标的精确定位结果。步骤1到步骤3实现CCD图像、编码器的读数和时间一一对应。
上述计算结果可以通过显示系统显示出来。这里所说的″光学成像系统″包括光学系统和电荷耦合器件CCD，空间目标实时天文定位方法的定
位精度和CCD的图像上每一个象素对应的空间分辨率相关。
本发明提供了一种全新的空间目标的精确测定方法，可以不受望远镜
置平及南北指向误差、CCD视场中心和光轴中心偏差、码盘安装误差、
CCD象元当量不准引起的误差、大气折射改正不严格引起的误差和测
站坐标的数据不正确引起的误差的影响。测量结果是在天球坐标系
(J2000.0)中的平赤道、平春分点坐标下，平赤经和平赤纬，对于每个测站，观测的不同时间，均属于一
个非常稳定的坐标系；定位的精度，不受望远镜轴系误差和大气折射改正误差的影响，具有稳定性好、精度高优点。其方便程度与精确程度都能满足现代科研、军事等领域的需要。
附图说明
图1为各装置组合成本发明设备系统的示意图。
具体实施方式
实施例1，空间目标实时天文定位方法的装置，参照图1。包括以下工
作步骤：
豫公网安备41160202000603
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