獲取空間目標與觀測站距離的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明實施例提供了一種獲取空間目標與觀測站距離的方法及裝置，該方法首先獲取歷史數據，即時間、空間目標光學位置信息與空間目標與觀測站的距離信息的對應關系，通過歷史數據可以推測出未來時刻的數據，即下一時刻空間目標可能出現的空間區域，然后在下一時刻到來時，可以獲得推測的空間目標的預測位置信息與該空間目標的實際位置信息的光學位置偏差量，可以根據不同時刻空間目標光學位置偏差量，推測出當前時刻空間目標與觀測站的距離信息的距離修正值，從而可以對事先預報提供的空間目標與觀測站的距離進行修正，從而可以準確的計算出開啟單光子探測器的時間，使單光子探測器可以探測到微弱回波。
【專利說明】獲取空間目標與觀測站距離的方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及天體測量領域，更具體的說，是涉及獲取空間目標與觀測站距離的方法及裝置。
【背景技術】
[0002]在下一代空間監測技術中，空間目標激光測距(Satellite Laser Ranging, SLR)是測量觀測站的單光子探測器與空間目標之間的距離的技術，空間目標激光測距是指從觀測站的激光發射器發出激光脈沖，經空間目標反射面反射后的微弱回波(一個或多個光子)被觀測站的單光子探測器探測，通過精確測量激光脈沖往返時間可算出觀測站的單光子探測器與空間目標的距離。
[0003]單光子探測器在被開啟后可以探測微弱回波，而單光子探測器的工作周期(被開啟和被關閉的時間差)很短，一般在1000納秒，為了讓單光子探測器可以探測到微弱回波，需要控制單光子探測器在微弱回波反射至單光子探測器之前被開啟?？梢愿鶕⑷趸夭ǖ膫鬏斔俣?光速)和單光子探測器與空間目標的反射面之間的距離，確定出微弱回波從空間目標的反射面傳輸至觀測站的單光子探測器的時間，從而計算出開啟單光子探測器的時間，該方法為事先預報方法。
[0004]發明人在實現本發明創造的過程中發現，利用事先預報方法獲得的觀測站的單光子探測器與空間目標的反射面之間的距離仍然具有誤差，而現有技術中沒有對觀測站的單光子探測器與空間目標的反射面之間的距離進行修正的方法，這樣可能會導致開啟單光子探測器的時間計算錯誤，而不能使單光子探測器探測到微弱回波。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明提供了一種獲取空間目標與觀測站距離的方法及裝置，以克服現有技術中由于沒有對觀測站的單光子探測器與空間目標的反射面之間的距離進行修正的方法，這樣可能會導致開啟單光子探測器的時間計算錯誤，而不能使單光子探測器探測到微弱回波的問題。
[0006]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0007]一種獲取空間目標與觀測站之間距離的方法，包括:
[0008]A、獲得所述空間目標的預測位置信息，所述預測位置信息包括所述空間目標的預測光學位置信息與時刻的對應關系；
[0009]B、根據所述空間目標的預測位置信息，確定出下一時刻所述空間目標可能出現的空間區域，所述空間目標在所述空間區域的位置信息為預測位置信息；
[0010]C、獲取所述下一時刻所述空間區域的電子圖像，并記錄拍攝所述電子圖像的開始時刻和結束時刻；
[0011]D、將所述開始時刻和所述結束時刻的平均值作為所述電子圖像的曝光時刻，并將所述曝光時刻疊加在所述電子圖像中；[0012]E、根據所述電子圖像獲得所述空間目標在所述電子圖像的實際位置信息；
[0013]F、依據所述預測位置信息與所述實際位置信息，計算出所述空間目標的光學位置
偏差量;
[0014]1、重復步驟B至步驟F，獲得不同時刻的所述空間目標的光學位置偏差量；
[0015]G、根據所述不同時刻的空間目標光學位置偏差量，計算出當前時刻所述空間目標與所述觀測站的距離修正值；
[0016]H、根據所述距離修正值以及所述當前時刻所述空間目標與所述觀測站的預測距離，獲得當前時刻所述空間目標與所述觀測站的修正距離。
[0017]其中，在步驟H后所述方法還包括:
[0018]K、根據所述修正距離，計算所述觀測站中的探測器的開啟時間。
[0019]其中，所述步驟G包括:
[0020]I1、獲得所述光學位置偏差量與不同時刻之間對應關系信息；
[0021]12、獲取初始條件參數；
[0022]13、依據距離偏差的預測函數，且以所述初始條件參數、所述當前時刻、所述空間目標當前時刻的預測光學位置信息為所述距離偏差的預測函數的自變量，計算出所述當前時刻所述空間目標與所述觀測站的距離修正值。
[0023]其中,所述步驟12具體包括:
[0024]依據光學位置信息偏差量預測函數，且以所述不同時刻的預測光學位置信息、所述不同時刻、所述初始條件參數為所述光學位置信息偏差量預測函數的自變量，以所述不同時刻光學位置偏差量為所述光學位置信息偏差量預測函數的因變量，利用最小二乘法計算出所述初始條件參數。
[0025]其中，所述光學位置信息包括仰角和方位角，所述光學位置信息偏差量預測函數包括:方位角偏差量預測函數以及仰角偏差量的預測函數。
[0026]一種獲取空間目標與觀測站之間距離的裝置，包括:
[0027]第一獲取模塊，用于獲得所述空間目標的預測位置信息，所述預測位置信息包括所述空間目標的預測光學位置信息與時刻的對應關系；
[0028]第一確定模塊，用于根據所述空間目標的預測位置信息，確定出下一時刻所述空間目標可能出現的空間區域，所述空間目標在所述空間區域的位置信息為預測位置信息；
[0029]第二獲取模塊，用于獲取所述下一時刻所述空間區域的電子圖像，并記錄拍攝所述電子圖像的開始時刻和結束時刻；
[0030]疊加模塊，用于將所述開始時刻和所述結束時刻的平均值作為所述電子圖像的曝光時刻，并將所述曝光時刻疊加在所述電子圖像中；
[0031]第三獲取模塊，用于根據所述電子圖像獲得所述空間目標在所述電子圖像的實際位置信息；
[0032]第一計算模塊，用于依據所述預測位置信息與所述實際位置信息，計算出所述空間目標的光學位置偏差量；
[0033]觸發模塊，用于觸發所述第一確定模塊，以獲得不同時刻的所述空間目標的光學
位置偏差量;
[0034]第二計算模塊，用于根據所述不同時刻的空間目標光學位置偏差量，計算出當前時刻所述空間目標與所述觀測站的距離修正值；
[0035]第四獲取模塊，用于根據所述距離修正值以及所述當前時刻所述空間目標與所述觀測站的預測距離，獲得當前時刻所述空間目標與所述觀測站的修正距離。
[0036]其中，還包括:
[0037]第三計算模塊，用于根據所述修正距離，計算所述觀測站中的探測器的開啟時間。
[0038]其中，所述第二計算模塊包括:
[0039]第一獲取單元，用于獲得所述光學位置偏差量與不同時刻之間對應關系信息；
[0040]第二獲取單元，用于獲取初始條件參數；
[0041]第三獲取單元，用于依據距離偏差的預測函數，且以所述初始條件參數、所述當前時刻、所述空間目標當前時刻的預測光學位置信息為所述距離偏差的預測函數的自變量，計算出所述當前時刻所述空間目標與所述觀測站的距離修正值。
[0042]其中，所述第二獲取單元具體用于:依據光學位置信息偏差量預測函數，且以所述不同時刻的預測光學位置信息、所述不同時刻、所述初始條件參數為所述光學位置信息偏差量預測函數的自變量，以所述不同時刻光學位置偏差量為所述光學位置信息偏差量預測函數的因變量，利用最小二乘法計算出所述初始條件參數。
[0043]其中，所述光學位置信息包括仰角和方位角，所述光學位置信息偏差量預測函數包括:方位角偏差量預測函數以及仰角偏差量的預測函數。
[0044]經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明實施例提供了一種獲取空間目標與觀測站之間距離的方法，首先獲取歷史數據，即時間、空間目標光學位置信息與空間目標與觀測站的距離信息的對應關系，通過歷史數據可以推測出未來時刻的數據，即下一時刻空間目標可能出現的空間區域，然后在下一時刻到來時，可以獲得推測的空間目標的預測位置信息與該空間目標的實際位置信息的光學位置偏差量，可以根據不同時刻空間目標光學位置偏差量，推測出當前時刻空間目標與觀測站的距離信息的距離修正值，從而可以對事先預報提供的空間目標與觀測站的距離進行修正，從而可以準確的計算出開啟單光子探測器的時間，使單光子探測器可以探測到微弱回波。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0045]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0046]圖1為本發明實施例提供的一種獲取空間目標與觀測站之間距離的方法的流程示意圖；
[0047]圖2為本發明實施例提供的一種獲取空間目標與觀測站之間距離的方法中的根據所述不同時刻的空間目標光學位置偏差量，計算出當前時刻所述空間目標與所述觀測站的距離修正值的一種實現方式的方法流程示意圖；
[0048]圖3為本發明實施例提供的一種獲取空間目標與觀測站之間距離的裝置的結構示意圖；
[0049]圖4為本發明實施例提供的一種獲取空間目標與觀測站之間距離的裝置中的第二計算模塊的一種實現方式的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0050]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0051]空間目標激光測距作為一種精密跟蹤測量技術，首先需要獲取空間目標的預報軌道，該預報軌道是由數據中心根據過去一段時間的觀測數據計算得到的。預報軌道可以帶有預報偏差，但必須使空間目標進入觀測站的視場，觀測站的單光子探測器才可以接收到空間目標反射后的微弱回波?，F有技術中對于無源的空間目標，最常用的預報軌道是兩行根數(Two Line Element, TLE)，用TLE作為空間目標激光測距的預報軌道，主要困難在于預報偏差較大。通常的情況是空間目標進入視場，但距離預報偏差較大，觀測站的單光子探測器收不到空間目標反射的微弱回波。為了能夠接收和識別微弱回波，可以使用距離門控技術，距離門控技術是一種時間濾波技術，可以通過空間目標與觀測站的距離計算出空間目標返回的微弱回波返回至觀測站的時間，根據微弱回波返回觀測站的時間，可以控制單光子探測器開啟和關閉的時間，即距離門的寬度。單光子探測器每個工作周期僅在極短的時間窗口(約1000納秒，由單光子探測器工作狀態決定)內有效，所以控制單光子探測器開啟的時間是非常重要的，距離門的寬度是指單光子探測器的開啟至關閉的時間差。
[0052]請參閱附圖1，為本發明實施例提供的一種獲取空間目標與觀測站之間距離的方法的流程示意圖，該方法包括:
[0053]步驟A:獲得所述空間目標的預測位置信息。
[0054]所述預測位置信息包括所述空間目標的預測光學位置信息與時刻的對應關系。
[0055]空間目標與觀測站的距離信息實際是指空間目標的反射面與觀測站的單光子探測器之間的距離。
[0056]空間目標，是指運行在地球軌道上的空間目標。例如神舟飛船、人造衛星、發射人造衛星所用的遺留在地球軌道上的火箭及其殘骸、碎片等。
[0057]可以人為獲取不同時刻空間目標的位置信息，也可以通過現有技術中的拍攝空間目標的儀器獲得。
[0058]步驟B:根據所述空間目標的預測位置信息，確定出下一時刻所述空間目標可能出現的空間區域，所述空間目標在所述空間區域的位置信息為預測位置信息。
[0059]可以根據已經獲取的空間目標位置信息，推測出下一時刻空間目標可能出現的空間區域，也可以推測出下一時刻空間目標在其可能出現的空間區域的預測位置信息。
[0060]步驟C:獲取所述下一時刻所述空間區域的電子圖像，并記錄拍攝所述電子圖像的開始時刻和結束時刻。
[0061]由于利用拍攝空間目標的儀器對空間目標拍攝的時間為一段時間，可以將開始時刻和結束時刻的平均值作為上述下一時刻，這樣可以使后續的計算過程更加準確。
[0062]步驟D:將所述開始時刻和所述結束時刻的平均值作為所述電子圖像的曝光時刻，并將所述曝光時刻疊加在所述電子圖像中。[0063]照片中既有空間目標圖像，又具有拍攝這張照片的時間信息，即開始時刻和所述結束時刻的平均值，即上述的下一時刻。此為現有技術在此不再進行一一贅述。
[0064]步驟E:根據所述電子圖像獲得所述空間目標在所述電子圖像的實際位置信息。
[0065]根據實際中的下一時刻空間目標的電子圖像，可以獲得空間目標在空間區域的實際位置信息。
[0066]步驟F:依據所述預測位置信息與所述實際位置信息，計算出所述空間目標的光
學位置偏差量。
[0067]由于電子照片中的空間區域就是步驟B中推測出的空間區域，所以可以根據空間目標在空間區域的相對位置信息，計算出光學位置偏差量。
[0068]步驟1:重復步驟B至步驟F，獲得不同時刻的所述空間目標的光學位置偏差量。
[0069]可以重復多次步驟B至步驟F，以獲得不同時刻空間目標的光學位置偏差量。
[0070]重復步驟B至步驟F的次數可以為預設次數，該預設次數可以根據實際情況而定。假設N為重復的次數，N從零開始，每當重復一次步驟B至步驟F后，N自加一，當N =預設次數時，執行步驟G，當N古預設次數時，依然重復步驟B至步驟F。
[0071]可以根據不同時刻空間目標的光學位置偏差量就可以推測出時刻與光學位置偏差量的對應關系信息。
[0072]步驟G:根據所述不同時刻的空間目標光學位置偏差量，計算出當前時刻所述空間目標與所述觀測站的距離修正值。
[0073]步驟H:根據所述距離修正值以及所述當前時刻所述空間目標與所述觀測站的預測距離，獲得當前時刻所述空間目標與所述觀測站的修正距離。
[0074]所述當前時刻所述空間目標與所述觀測站的預測距離可以是預先獲取的，也可以是所述當前時刻實時獲取的，本發明實施例并不對獲取空間目標與所述觀測站的預測距離的時間作具體限定。
[0075]例如當前時刻為10點01分I秒500毫秒，則計算當前時刻的空間目標與所述觀測站的預測距離的時間可以為10點01分I秒400毫秒，或者10點01分I秒500毫秒。
[0076]本發明實施例提供了一種獲取空間目標與觀測站之間距離的方法，首先獲取歷史數據，即時間、空間目標光學位置信息與空間目標與觀測站的距離信息的對應關系，通過歷史數據可以推測出未來時刻的數據，即下一時刻空間目標可能出現的空間區域，然后在下一時刻到來時，可以獲得推測的空間目標的預測位置信息與該空間目標的實際位置信息的光學位置偏差量，可以根據不同時刻空間目標光學位置偏差量，推測出當前時刻空間目標與觀測站的距離信息的距離修正值，從而可以對事先預報提供的空間目標與觀測站的距離進行修正，從而可以準確的計算出開啟單光子探測器的時間，使單光子探測器可以探測到微弱回波。
[0077]上述獲取空間目標與觀測站之間距離的方法實施例中在步驟H后，還可以包括:K、根據所述修正距離，計算所述觀測站中的探測器的開啟時間。
[0078]請參閱圖2，為本發明實施例提供的一種獲取空間目標與觀測站之間距離的方法中的根據所述不同時刻的空間目標光學位置偏差量，計算出當前時刻所述空間目標與所述觀測站的距離修正值的一種實現方式的方法流程示意圖，該方法包括:
[0079]步驟Il:獲得所述光學位置偏差量與不同時刻之間對應關系信息。[0080]采集不同時刻的(ti，Ai，Ei，ΔΑ?, ΔΕ?)的值(至少三組)，其中，ti是指定第i時刻，A1、Ei分別是指第i時刻的方位角和仰角，即第i時刻的光學位置信息，AAi是第i時刻空間目標的實際方位角與預測方位角的偏差量，AEi是第i時刻空間目標的實際仰角與預測仰角的偏差量，i為大于等于I的正整數。
[0081]光學位置偏差量與不同時刻之間對應關系信息可以為(ti，Ai，Ei，ΔΑ?, ΔΕ?)的對應關系。
[0082]步驟12:獲取初始條件參數。
[0083]步驟13:依據距離偏差的預測函數，且以所述初始條件參數、所述當前時刻、所述空間目標當前時刻的預測光學位置信息為所述距離偏差的預測函數的自變量，計算出所述當前時刻所述空間目標與所述觀測站的距離修正值。
[0084]由于已知上述當前時間、所述空間目標當前時刻的預測光學位置信息以及初始條件參數，將這些參數帶入第一函數，即可得到所述空間目標的光學位置偏差量。
[0085]假設距離偏差的預測函數為AR=F3(t，A, E，xl, x2, x3)，其中AR是待求的距離修正值，F3是距離偏差的預測函數，t是當前時刻，A、E分別是當前時刻空間目標的的預測方位角、預測仰角，即預測光學位置信息。其中，t、A、E、xl、x2和x3是已知量，代入函數F3即可算出距離修正值AR0
[0086]本發明實施例還提供了一種獲取空間目標與觀測站之間距離的方法中的獲取初始條件參數方法，該方法包括:依據光學位置信息偏差量預測函數，且以所述不同時刻的預測光學位置信息、所述不同時刻、所述初始條件參數為所述光學位置信息偏差量預測函數的自變量，以所述不同時刻光學位置偏差量為所述光學位置信息偏差量預測函數的因變量，利用最小二乘法計算出所述初始條件參數。
`[0087]所述光學位置信息包括仰角和方位角，所述光學位置信息偏差量預測函數包括:方位角偏差量預測函數以及仰角偏差量的預測函數。假設初始條件參數為xl、x2、和x3，方位角偏差量預測函數可以為Fl (ti，Ai, Ei, xl, x2, x3) = AAi，仰角偏差量的預測函數可以為 F2(ti，Ai, Ei, xl, x2，x3) = AEi，其中 t=l, 2,...,n, xl、x2、和 x3 為初始條件參數。則計算初始條件參數的公式如下:
[0088]Fl (ti, Ai, Ei, χ?, χ2, χ3) = ΔΑ? (t=l, 2,..., η)；
[0089]F2 (ti, Ai, Ei, xl, x2, x3) = Δ Ei (t=l, 2,..., n)；
[0090]在上述參數中，AA1、AE1、t1、A1、Ei，均為已知量。結合最小二乘法求解上述聯立方程，即可得初始條件參數xl、x2、和x3的值。
[0091]為了本領域技術人員更加理解本發明實施例提供的獲取空間目標與觀測站之間距離的方法的有益效果， 申請人:利用本發明實施例提供的獲取空間目標與觀測站之間距離的方法進行了多次試驗，得到如下結果:通過本發明實施例提供的獲取空間目標與觀測站之間距離的方法采集和處理空間目標的光學位置信息，運用特定算法AR=F(t，A, Ε，ΔΑ,ΔΕ)解算距離修正值，并及時調整距離門，實時修正大部分的距離偏差，可將多達3km-4km的預測距離偏差修正到IOOm以內，使空間目標進入衛星激光測距系統的有效探測范圍，從而提高觀測效率和成功率。另外，距離變化率的減小，使得自動識別數據成為可能。
[0092]本發明實施例提供的獲取空間目標與觀測站之間距離的方法，所使用的圖像采集器件、計算機等均可以為低成本的通用設備，所以成本較低。[0093]上述本發明公開的實施例中詳細描述了方法，對于本發明的方法可采用多種形式的裝置實現，因此本發明還公開了一種裝置，下面給出具體的實施例進行詳細說明。
[0094]請參閱圖3，為本發明實施例提供的一種獲取空間目標與觀測站之間距離的裝置的結構示意圖，該裝置包括:第一獲取模塊301、第一確定模塊302、第二獲取模塊303、疊加模塊304、第三獲取模塊305、第一計算模塊306、觸發模塊307、第二計算模塊308以及第四獲取模塊309，其中:
[0095]第一獲取模塊301，用于獲得所述空間目標的預測位置信息。
[0096]所述預測位置信息包括所述空間目標的預測光學位置信息與時刻的對應關系。
[0097]空間目標，是指運行在地球軌道上的空間目標。例如神舟飛船、人造衛星、發射人造衛星所用的遺留在地球軌道上的火箭及其殘骸、碎片等。
[0098]可以人為獲取不同時刻空間目標的位置信息，也可以通過現有技術中的拍攝空間目標的儀器獲得的。
[0099]第一確定模塊302，用于根據所述空間目標的預測位置信息，確定出下一時刻所述空間目標可能出現的空間區域，所述空間目標在所述空間區域的位置信息為預測位置信
肩、O
[0100]可以根據已經獲取的空間目標位置信息，推測出下一時刻空間目標可能出現的空間區域，也可以推測出下一時刻空間目標在其可能出現的空間區域的預測位置信息。
[0101]第二獲取模塊303，用于獲取所述下一時刻所述空間區域的電子圖像，并記錄拍攝所述電子圖像的開始時刻和結束時刻。
[0102]由于利用拍攝空間目標的儀器對空間目標拍攝的時間為一段時間，可以將開始時刻和結束時刻的平均值作為上述下一時刻，這樣可以使后續的計算過程更加準確。
[0103]疊加模塊304，用于將所述開始時刻和所述結束時刻的平均值作為所述電子圖像的曝光時刻，并將所述曝光時刻疊加在所述電子圖像中。
[0104]照片中既有空間目標圖像，又具有拍攝這張照片的時間信息，即開始時刻和所述結束時刻的平均值，即上述的下一時刻。此為現有技術在此不再進行一一贅述。
[0105]第三獲取模塊305，用于根據所述電子圖像獲得所述空間目標在所述電子圖像的實際位置信息。
[0106]根據實際中的下一時刻空間目標的電子圖像，可以獲得空間目標在空間區域的位
置信息。
[0107]第一計算模塊306，用于依據所述預測位置信息與所述實際位置信息，計算出所述空間目標的光學位置偏差量。
[0108]由于電子照片中的空間區域就是步驟B中推測出的空間區域，所以可以根據空間目標在空間區域的相對位置信息，計算出光學位置偏差量。
[0109]觸發模塊307，用于觸發第一確定模塊，以獲得不同時刻的所述空間目標的光學位
置偏差量。
[0110]可以重復多次第一確定模塊302至第一計算模塊306，以獲得不同時刻空間目標
的光學位置偏差量。
[0111]第二計算模塊308，用于根據所述不同時刻的空間目標光學位置偏差量，計算出當前時刻所述空間目標與所述觀測站的距離修正值。[0112]第四獲取模塊309，用于根據所述距離修正值以及所述當前時刻所述空間目標與所述觀測站的預測距離，獲得當前時刻所述空間目標與所述觀測站的修正距離。
[0113]所述當前時刻所述空間目標與所述觀測站的預測距離可以是預先獲取的，也可以是所述當前時刻實時獲取的，本發明實施例并不對獲取空間目標與所述觀測站的預測距離的時間作具體限定。
[0114]例如當前時刻為10點01分I秒500毫秒，則計算當前時刻的空間目標與所述觀測站的預測距離的時間可以為10點01分I秒400毫秒，或者10點01分I秒500毫秒。
[0115]本發明實施例提供了一種獲取空間目標與觀測站之間距離的裝置，首先第一獲取模塊301獲取歷史數據，即時間、空間目標光學位置信息與空間目標與觀測站的距離信息的對應關系，第一確定模塊302通過歷史數據可以推測出未來時刻的數據，即下一時刻空間目標可能出現的空間區域，然后在下一時刻到來時，第一計算模塊306可以獲得推測的空間目標的預測位置信息與該空間目標的實際位置信息的光學位置偏差量，第二計算模塊308可以根據不同時刻空間目標光學位置偏差量，推測出當前時刻空間目標與觀測站的距離信息的距離修正值，從而可以對事先預報提供的空間目標與觀測站的距離進行修正，從而可以準確的計算出開啟單光子探測器的時間，使單光子探測器可以探測到微弱回波。
[0116]上述獲取空間目標與觀測站之間距離的裝置實施例，還可以包括:第三計算模塊，用于根據所述修正距離，計算所述觀測站中的探測器的開啟時間。
[0117]請參閱圖4，為本發明實施例提供的一種獲取空間目標與觀測站之間距離的裝置中的第二計算模塊的一種實現方式的結構示意圖，該第二計算模塊包括:第一獲取單元401、第二獲取單元402以及第二獲取單元403，其中:
[0118]第一獲取單元401，用于獲得所述光學位置偏差量與不同時刻之間對應關系信息。
[0119]采集不同時刻的(ti,Ai,Ei, ΔΑ?, ΔΕ?)的值(至少三組)，其中，ti是指定第i時刻，A1、Ei分別是指第i時刻的方位角和仰角，即第i時刻的光學位置信息，AAi是第i時刻空間目標的實際方位角與預測方位角的偏差量，Aei是第i時刻空間目標的實際仰角與預測仰角的偏差量，i為大于等于I的正整數。
[0120]光學位置偏差量與不同時刻之間對應關系信息可以為(ti，Ai，Ei，ΔΑ?, ΔΕ?)的對應關系。
[0121]第二獲取單元402，用于獲取初始條件參數。
[0122]所述第二獲取單元具體用于:依據光學位置信息偏差量預測函數，且以所述不同時刻的預測光學位置信息、所述不同時刻、所述初始條件參數為所述光學位置信息偏差量預測函數的自變量，以所述不同時刻光學位置偏差量為所述光學位置信息偏差量預測函數的因變量，利用最小二乘法計算出所述初始條件參數。
[0123]所述光學位 置信息包括仰角和方位角，所述光學位置信息偏差量預測函數包括:方位角偏差量預測函數以及仰角偏差量的預測函數。假設初始條件參數為xl、x2、和x3，方位角偏差量預測函數可以為Fl (ti，Ai, Ei, xl, x2, x3) = ΔAi，仰角偏差量的預測函數可以為 F2(ti，Ai, Ei, xl, x2，x3) = ΔEi，其中 t=l, 2,...,n, xl、x2、和 x3 為初始條件參數。則計算初始條件參數的公式如下:
[0124]Fl (ti, Ai, Ei, χi, χ2, χ3) = ΔΑi (t=l, 2,..., n)；
[0125]F2 (ti, Ai, Ei, xl, x2, x3) = Δ Ei (t=l, 2,..., n)；[0126]在上述參數中，AA1、AE1、t1、A1、Ei,均為已知量。結合最小二乘法求解上述聯立方程，即可得初始條件參數xl、x2、和x3的值。
[0127]第三獲取單元403，用于依據距離偏差的預測函數，且以所述初始條件參數、所述當前時刻、所述空間目標當前時刻的預測光學位置信息為所述距離偏差的預測函數的自變量，計算出所述當前時刻所述空間目標與所述觀測站的距離修正值。
[0128]由于已知上述當前時間、所述空間目標當前時刻的預測光學位置信息以及初始條件參數，將這些參數帶入第一函數，即可得到所述空間目標的光學位置偏差量。
[0129]假設距離偏差的預測函數為AR=F3(t, A, E，xl, x2, x3)，其中AR是待求的距離修正值，F3是距離偏差的預測函數，t是當前時刻，A、E分別是當前時刻空間目標的的預測方位角、預測仰角，即預測光學位置信息。其中，t、A、E、xl、x2和x3是已知量，代入函數F3即可算出距離修正值AR0
[0130]需要說明的是，本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。對于裝置或系統類實施例而言，由于其與方法實施例基本相似，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。
[0131]還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0132]結合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執行的軟件模塊，或者二者的結合來實施。軟件模塊可以置于隨機存儲器(RAM)、內存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或【技術領域】內所公知的任意其它形式的存儲介質中。
[0133]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種獲取空間目標與觀測站之間距離的方法，其特征在于，包括: A、獲得所述空間目標的預測位置信息，所述預測位置信息包括所述空間目標的預測光學位置信息與時刻的對應關系； B、根據所述空間目標的預測位置信息，確定出下一時刻所述空間目標可能出現的空間區域，所述空間目標在所述空間區域的位置信息為預測位置信息； C、獲取所述下一時刻所述空間區域的電子圖像，并記錄拍攝所述電子圖像的開始時刻和結束時刻； D、將所述開始時刻和所述結束時刻的平均值作為所述電子圖像的曝光時刻，并將所述曝光時刻疊加在所述電子圖像中； E、根據所述電子圖像獲得所述空間目標在所述電子圖像的實際位置信息； F、依據所述預測位置信息與所述實際位置信息，計算出所述空間目標的光學位置偏差量; 1.重復步驟B至步驟F，獲得不同時刻的所述空間目標的光學位置偏差量； G、根據所述不同時刻的空間目標光學位置偏差量，計算出當前時刻所述空間目標與所述觀測站的距離修正值； H、根據所述距離修正值以及所述當前時刻所述空間目標與所述觀測站的預測距離，獲得當前時刻所述空間目標與所述觀測站的修正距離。
2.根據權利要求1所述方法，其特征在于，在步驟H后所述方法還包括: K、根據所述修正距離，計算所述觀測站中的探測器的開啟時間。
3.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟G包括: 11、獲得所述光學位置偏差量與不同時刻之間對應關系信息； 12、獲取初始條件參數； 13、依據距離偏差的預測函數，且以所述初始條件參數、所述當前時刻、所述空間目標當前時刻的預測光學位置信息為所述距離偏差的預測函數的自變量，計算出所述當前時刻所述空間目標與所述觀測站的距離修正值。
4.根據權利要求3所述方法，其特征在于，所述步驟12具體包括: 依據光學位置信息偏差量預測函數，且以所述不同時刻的預測光學位置信息、所述不同時刻、所述初始條件參數為所述光學位置信息偏差量預測函數的自變量，以所述不同時刻光學位置偏差量為所述光學位置信息偏差量預測函數的因變量，利用最小二乘法計算出所述初始條件參數。
5.根據權利要求3所述方法，其特征在于，所述光學位置信息包括仰角和方位角，所述光學位置信息偏差量預測函數包括:方位角偏差量預測函數以及仰角偏差量的預測函數。
6.一種獲取空間目標與觀測站之間距離的裝置，其特征在于，包括: 第一獲取模塊，用于獲得所述空間目標的預測位置信息，所述預測位置信息包括所述空間目標的預測光學位置信息與時刻的對應關系； 第一確定模塊，用于根據所述空間目標的預測位置信息，確定出下一時刻所述空間目標可能出現的空間區域，所述空間目標在所述空間區域的位置信息為預測位置信息； 第二獲取模塊，用于獲取所述下一時刻所述空間區域的電子圖像，并記錄拍攝所述電子圖像的開始時刻和結束時刻；疊加模塊，用于將所述開始時刻和所述結束時刻的平均值作為所述電子圖像的曝光時亥IJ，并將所述曝光時刻疊加在所述電子圖像中； 第三獲取模塊，用于根據所述電子圖像獲得所述空間目標在所述電子圖像的實際位置信息； 第一計算模塊，用于依據所述預測位置信息與所述實際位置信息，計算出所述空間目標的光學位置偏差量； 觸發模塊，用于觸發所述第一確定模塊，以獲得不同時刻的所述空間目標的光學位置偏差量; 第二計算模塊，用于根據所述不同時刻的空間目標光學位置偏差量，計算出當前時刻所述空間目標與所述觀測站的距離修正值； 第四獲取模塊，用于根據所述距離修正值以及所述當前時刻所述空間目標與所述觀測站的預測距離，獲得當前時刻所述空間目標與所述觀測站的修正距離。
7.根據權利要求6所述獲取空間目標與觀測站之間距離的裝置，其特征在于，還包括: 第三計算模塊，用于根據所述修正距離，計算所述觀測站中的探測器的開啟時間。
8.根據權利要求6所述獲取空間目標與觀測站之間距離的裝置，其特征在于，所述第二計算模塊包括: 第一獲取單元，用于獲得所述光學位置偏差量與不同時刻之間對應關系信息； 第二獲取單元，用于獲取初始條件參數； 第三獲取單元，用于依據距離偏差的`預測函數，且以所述初始條件參數、所述當前時亥IJ、所述空間目標當前時刻的預測光學位置信息為所述距離偏差的預測函數的自變量，計算出所述當前時刻所述空間目標與所述觀測站的距離修正值。
9.根據權利要求8所述獲取空間目標與觀測站之間距離的裝置，其特征在于，所述第二獲取單元具體用于:依據光學位置信息偏差量預測函數，且以所述不同時刻的預測光學位置信息、所述不同時刻、所述初始條件參數為所述光學位置信息偏差量預測函數的自變量，以所述不同時刻光學位置偏差量為所述光學位置信息偏差量預測函數的因變量，利用最小二乘法計算出所述初始條件參數。
10.根據權利要求9所述獲取空間目標與觀測站之間距離的裝置，其特征在于，所述光學位置信息包括仰角和方位角，所述光學位置信息偏差量預測函數包括:方位角偏差量預測函數以及仰角偏差量的預測函數。
【文檔編號】G01S17/08GK103698767SQ201310751685
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】韓興偉, 梁智鵬, 宋清麗, 董雪 申請人:中國科學院國家天文臺長春人造衛星觀測站
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