一种提高太阳系小天体的天体测量观测精度的方法

YNAO OpenIR > 天体测量技术及应用研究组

	一种提高太阳系小天体的天体测量观测精度的方法
	张益恭; 苏婕; 王建成; 杨磊; 程向明; 张桢君; 张冠军
申请（专利权）人	中国科学院云南天文台
专利号	ZL202010483943.X
申请号	CN202010483943.X
	2022-02-08
申请日期	2020-06-01
公开（公告）号	CN111486823A ; CN111486823B
公开日期	2022-02-08
IPC 分类号	G01C11/04G06T5/00G06T5/50G06T7/194
授权国家	中国
专利类型	发明
专利状态	授权
授权日期	2022-02-08
学科领域	天文学
产权排序	1
摘要	本公开公开了一种提高太阳系小天体的天体测量观测精度的方法，包括以下步骤：选定观测目标，确定观测目标的曝光时间后，拍摄预设数量的图像作为原始图像数据集；预处理得到预处理后的原始图像集；对预处理后的原始图像数据集分割，形成单独的观测目标数据集和背景恒星数据集；对齐叠加，获得对齐叠加背景恒星数据集和对齐叠加观测目标数据集；同一幅原始图像相对应的图像进行合并叠加；天体测量归算，计算观测目标的站心视位置。本公开的一个技术效果在于能够获取较多高信噪比的背景恒星及较为理想的目标小天体图像，提升观测精度。
主权项	1.一种提高太阳系小天体的天体测量观测精度的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，选定观测目标，确定观测望远镜所配置终端CCD拍摄单幅曝光时间，确定观测目标的曝光时间后，拍摄预设数量的图像作为原始图像数据集；步骤2，对步骤1获得的原始图像数据集中的图像进行预处理得到预处理后的原始图像集；步骤3，对步骤2获得的预处理后的原始图像数据集分割，将观测目标从预处理后的原始图像数据集中分割出来形成单独的观测目标数据集，余下的部分形成背景恒星数据集，分割后的数据满足： DataAsteroid+DataStar＝DataFull；其中DataFull为预处理后的原始图像数据、DataAsteroid分割后观测目标图像数据、DataStar为分割后的背景恒星数据；步骤4，选取步骤3获得的背景恒星数据集中的一幅背景恒星图像作为参考图像，将其它图像与该幅图像对齐叠加，最终得到多幅图像叠加后的背景恒星图像；步骤5，重复步骤4，获得每一幅背景恒星图像作为参考图像的对齐叠加背景恒星数据集；步骤6，选取步骤3获得的观测目标数据集中的一幅观测目标图像作为参考图像，将其它图像与该幅图像对齐叠加，得到多幅图像叠加后的观测目标图像；步骤7，重复步骤6，获得每一幅观测目标图像作为参考图像的对齐叠加观测目标数据集；步骤8，将步骤5获得的对齐叠加背景恒星数据集与步骤7获得的对齐叠加观测目标数据集中同一幅原始图像相对应的图像进行合并叠加，合并之后的图像数据满足以下关系： StackingFull＝StackingStar+StackingAsteroid；其中StackingFull为合并后的叠加图像数据，StackingStar为背景恒星的叠加图像数据，StackigAsteroid为观测目标的叠加图像数据；步骤9，天体测量归算，计算观测目标的站心视位置。 2.根据权利要求1所述的提高太阳系小天体的天体测量观测精度的方法，其特征在于，所述步骤1中的曝光时间的确定方法为：定义特征值Flag Flag＝(SNRAsteroid≥3)&&(FWHMAsetroid＜1.1×FWHMStar)；其中SNRAsteroid为观测目标的信噪比，FWHMAsetroid为观测目标的半高全宽值，FWHMStar为同视场较亮未饱和恒星的半高全宽值；当Flag＝0，说明观测目标需要继续曝光；当Flag＝1，说明观测目标曝光时间合适；确定观测目标的曝光时间后，拍摄预设数量的图像作为原始图像数据集。 3.根据权利要求1所述的提高太阳系小天体的天体测量观测精度的方法，其特征在于，所述步骤2中的预处理方法具体为：其中S*为预处理之后的数据，S为观测获取的数据，Sdark为暗电流，Sflat为平场数据，Sbias为CCD本底噪声。 4.根据权利要求1所述的提高太阳系小天体的天体测量观测精度的方法，其特征在于，所述步骤3中原始图像数据集分割的具体方法为：按照固定的矩阵大小提取包含观测目标的数据DataAsteroid，提取区域内不包含较亮的背景恒星，之后将提取区域外数据赋0；则背景恒星数据为：Datastar＝DataFull-DataAsteroid；将分割后的观测目标数据集与背景恒星数据集分别保存为与原始观测图像格式相同的图像数据。 5.根据权利要求1所述的提高太阳系小天体的天体测量观测精度的方法，其特征在于，所述步骤4中的图像叠加计算方法为：首先分别计算参考背景恒星图像和其它背景恒星图像中恒星的中心坐标，中心坐标序列分别为：Pr(xr，yr)和Pn(xn，yn)，两者之间有如下对应关系：已知Pr(xr，yr)和Pn(xn，yn)，计算可得仿射变换矩阵A，之后通过仿射变换将其它背景恒星图像与参考背景恒星图像对齐叠加。 6.根据权利要求5所述的提高太阳系小天体的天体测量观测精度的方法，其特征在于，多幅图像叠加后的背景恒星图像中叠加区域的图像灰度值取叠加区域灰度值的均值。 7.根据权利要求1所述的提高太阳系小天体的天体测量观测精度的方法，其特征在于，所述步骤6中的图像叠加计算方法为：首先分别计算参考观测目标图像和其它观测目标图像中观测目标的中心坐标，之后得到两者之间的平移坐标量，通过平移进行其它观测目标图像与参考观测目标图像的对齐叠加。 8.根据权利要求7所述的提高太阳系小天体的天体测量观测精度的方法，其特征在于，多幅图像叠加后的观测目标图像中叠加区域的图像灰度值取叠加区域灰度值的均值。
语种	中文
专利代理人	王新爱
代理机构	北京权智天下知识产权代理事务所（普通合伙）
文献类型	专利
条目标识符	http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/23558
专题	天体测量技术及应用研究组
作者单位	中国科学院云南天文台, 云南省昆明市官渡区羊方旺396号
第一作者单位	中国科学院云南天文台
推荐引用方式 GB/T 7714	张益恭,苏婕,王建成,等. 一种提高太阳系小天体的天体测量观测精度的方法. ZL202010483943.X[P]. 2022-02-08.

条目包含的文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
CN111486823A-一种提高太阳系（866KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文
CN111486823B-一种提高太阳系（874KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文