【摘要】：鑒于空間目標(biāo)探測技術(shù)在空間目標(biāo)監(jiān)視領(lǐng)域的重要地位,多年來大量研究圍繞著目標(biāo)檢測技術(shù)而展開。目前,針對(duì)大視場全幀CCD天文觀測圖像的空間運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測技術(shù)仍面臨諸多困難。由于大口徑望遠(yuǎn)鏡的焦距往往較大,會(huì)使視場縮小,滿足不了大視場的觀測需求,因此本文以地基捆綁式望遠(yuǎn)鏡空間目標(biāo)探測系統(tǒng)作為主要研究背景,對(duì)其所面臨的大視場觀測條件下的空間運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測問題進(jìn)行了系統(tǒng)深入的學(xué)習(xí)、研究和探索,論文主要工作如下:第二章簡要介紹了捆綁式望遠(yuǎn)鏡的概念,成像性能分析和數(shù)據(jù)處理方法,并給出了空間目標(biāo)探測系統(tǒng)的信息處理流程。全文結(jié)構(gòu)安排也圍繞該流程而展開,主體為圖像預(yù)處理,恒星識(shí)別和空間目標(biāo)檢測。此外,第二章還對(duì)空間目標(biāo)探測所涉及的天體測量知識(shí)進(jìn)行了介紹,包括各種空間坐標(biāo)系的定義和不同坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系,為后續(xù)章節(jié)的論述做好鋪墊。第三章對(duì)全幀CCD天文圖像的預(yù)處理展開研究,首先對(duì)于光學(xué)儀器的各種噪聲進(jìn)行了分析;其次,采用形態(tài)學(xué)方法進(jìn)行圖像背景抑制,提高了圖像的信噪比,從而有利于空間目標(biāo)的檢測。在此基礎(chǔ)上,由于全幀CCD天文圖像存在較嚴(yán)重拖尾的問題,且恒星拖尾會(huì)給恒星提取帶來嚴(yán)重干擾,因此針對(duì)拖尾問題提出了一種基于高斯擬合的恒星拖尾去除算法。算法在盡可能保留恒星星像的同時(shí),較為徹底地去除了恒星拖尾,這也為后續(xù)的恒星提取、星圖識(shí)別和目標(biāo)檢測等環(huán)節(jié)提供了較高質(zhì)量的圖像,消除了大量干擾可能引起的虛警。第四章對(duì)星圖識(shí)別算法進(jìn)行了研究,主要目的是對(duì)圖像中的恒星進(jìn)行識(shí)別,從而在空間目標(biāo)檢測過程中有效排除恒星目標(biāo),消除虛警。這是由于恒星作為視場中的主要背景目標(biāo),也是空間目標(biāo)檢測中最主要的干擾。因此,本章針對(duì)大視場觀測條件下的恒星識(shí)別問題,提出了一種基于區(qū)域生長法的星圖識(shí)別算法,實(shí)現(xiàn)了快速有效的恒星識(shí)別。識(shí)別結(jié)果將為后續(xù)的空間目標(biāo)檢測排除恒星造成的干擾,有利于空間目標(biāo)的檢測。第五章首先提出了一種基于聚類和定向生長法的單幀圖像空間目標(biāo)檢測算法。算法利用空間目標(biāo)在視場中的運(yùn)動(dòng)特征以及在全幀CCD圖像中存在傾斜拖尾的特征,采用加權(quán)最小二乘算法求取可能目標(biāo)星塊的斜率,通過聚類得到候選目標(biāo),在目標(biāo)鄰域范圍內(nèi)按照預(yù)估的拖尾斜率搜索空間目標(biāo)拖尾,從而得到疑似空間目標(biāo)。在單幀檢測的基礎(chǔ)上,利用概率假設(shè)密度(Probability Hypothesis Density,PHD)算法按照時(shí)序?qū)δ繕?biāo)觀測矢量進(jìn)行序貫處理,將輸出目標(biāo)狀態(tài)作為空間運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的多幀檢測結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,算法具有良好的檢測性能,且多幀檢測步驟顯著降低了虛警概率。
【學(xué)位授予單位】：國防科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：V52;TJ86;TP391.41
【圖文】：

CCIE-22卡和時(shí)鐘卡）控制驅(qū)動(dòng)口（UM1)功放電源B軸制動(dòng)器B軸過限行程開關(guān)B軸電機(jī)組 B軸機(jī)架B軸測速器B軸光柵編碼器L軸光柵編碼器L軸、B軸限位開關(guān)GPS時(shí)鐘電機(jī)驅(qū)動(dòng)功放（B軸）圖 2. 1 空間目標(biāo)捆綁式望遠(yuǎn)鏡觀測系統(tǒng)示意圖圖 2. 2 為外場試驗(yàn)圖片。其中，左圖為地面試驗(yàn)系統(tǒng)整機(jī)，右圖為機(jī)架和三個(gè)捆綁式望遠(yuǎn)鏡。圖中，將 3 臺(tái)望遠(yuǎn)鏡以相同指向固定安裝，3 部 CCD 相機(jī)同步曝光采集圖像。試驗(yàn)中對(duì) 2 個(gè) 11.3cm 口徑望遠(yuǎn)鏡拍攝圖像進(jìn)行配準(zhǔn)疊加，再進(jìn)行信息處理。理論計(jì)算表明將兩個(gè) 11.3cm 口徑望遠(yuǎn)鏡捆綁觀測，通過圖像疊加處理，可以達(dá)到與 15cm 口徑望遠(yuǎn)鏡相近的低軌空間目標(biāo)探測能力。

第 20 頁圖 2. 6 配準(zhǔn)后疊加的捆綁式望遠(yuǎn)鏡圖像以看出，配準(zhǔn)并疊加后的捆綁式望遠(yuǎn)鏡觀測圖像中星恒星亮度得到增強(qiáng)，信噪比得到了提升。經(jīng)計(jì)算，平均信噪比為 10.7260，疊加后恒星目標(biāo)的平均信噪373 倍，與式(2.2-6)的理論計(jì)算結(jié)果 2 近似吻合。捆綁，則疊加后圖像的信噪比還能夠得到更大幅度的

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本文編號(hào)：2719020