获取空间目标与观测站距离的方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种获取空间目标与观测站距离的方法及装置，该方法首先获取历史数据，即时间、空间目标光学位置信息与空间目标与观测站的距离信息的对应关系，通过历史数据可以推测出未来时刻的数据，即下一时刻空间目标可能出现的空间区域，然后在下一时刻到来时，可以获得推测的空间目标的预测位置信息与该空间目标的实际位置信息的光学位置偏差量，可以根据不同时刻空间目标光学位置偏差量，推测出当前时刻空间目标与观测站的距离信息的距离修正值，从而可以对事先预报提供的空间目标与观测站的距离进行修正，从而可以准确的计算出开启单光子探测器的时间，使单光子探测器可以探测到微弱回波。
【专利说明】获取空间目标与观测站距离的方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及天体测量领域，更具体的说，是涉及获取空间目标与观测站距离的方法及装置。
【背景技术】
[0002]在下一代空间监测技术中，空间目标激光测距(Satellite Laser Ranging, SLR)是测量观测站的单光子探测器与空间目标之间的距离的技术，空间目标激光测距是指从观测站的激光发射器发出激光脉冲，经空间目标反射面反射后的微弱回波(一个或多个光子)被观测站的单光子探测器探测，通过精确测量激光脉冲往返时间可算出观测站的单光子探测器与空间目标的距离。
[0003]单光子探测器在被开启后可以探测微弱回波，而单光子探测器的工作周期(被开启和被关闭的时间差)很短，一般在1000纳秒，为了让单光子探测器可以探测到微弱回波，需要控制单光子探测器在微弱回波反射至单光子探测器之前被开启。可以根据微弱回波的传输速度(光速)和单光子探测器与空间目标的反射面之间的距离，确定出微弱回波从空间目标的反射面传输至观测站的单光子探测器的时间，从而计算出开启单光子探测器的时间，该方法为事先预报方法。
[0004]发明人在实现本发明创造的过程中发现，利用事先预报方法获得的观测站的单光子探测器与空间目标的反射面之间的距离仍然具有误差，而现有技术中没有对观测站的单光子探测器与空间目标的反射面之间的距离进行修正的方法，这样可能会导致开启单光子探测器的时间计算错误，而不能使单光子探测器探测到微弱回波。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供了一种获取空间目标与观测站距离的方法及装置，以克服现有技术中由于没有对观测站的单光子探测器与空间目标的反射面之间的距离进行修正的方法，这样可能会导致开启单光子探测器的时间计算错误，而不能使单光子探测器探测到微弱回波的问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0007]一种获取空间目标与观测站之间距离的方法，包括:
[0008]A、获得所述空间目标的预测位置信息，所述预测位置信息包括所述空间目标的预测光学位置信息与时刻的对应关系；
[0009]B、根据所述空间目标的预测位置信息，确定出下一时刻所述空间目标可能出现的空间区域，所述空间目标在所述空间区域的位置信息为预测位置信息；
[0010]C、获取所述下一时刻所述空间区域的电子图像，并记录拍摄所述电子图像的开始时刻和结束时刻；
[0011]D、将所述开始时刻和所述结束时刻的平均值作为所述电子图像的曝光时刻，并将所述曝光时刻叠加在所述电子图像中；[0012]E、根据所述电子图像获得所述空间目标在所述电子图像的实际位置信息；
[0013]F、依据所述预测位置信息与所述实际位置信息，计算出所述空间目标的光学位置
偏差量;
[0014]1、重复步骤B至步骤F，获得不同时刻的所述空间目标的光学位置偏差量；
[0015]G、根据所述不同时刻的空间目标光学位置偏差量，计算出当前时刻所述空间目标与所述观测站的距离修正值；
[0016]H、根据所述距离修正值以及所述当前时刻所述空间目标与所述观测站的预测距离，获得当前时刻所述空间目标与所述观测站的修正距离。
[0017]其中，在步骤H后所述方法还包括:
[0018]K、根据所述修正距离，计算所述观测站中的探测器的开启时间。
[0019]其中，所述步骤G包括:
[0020]I1、获得所述光学位置偏差量与不同时刻之间对应关系信息；
[0021]12、获取初始条件参数；
[0022]13、依据距离偏差的预测函数，且以所述初始条件参数、所述当前时刻、所述空间目标当前时刻的预测光学位置信息为所述距离偏差的预测函数的自变量，计算出所述当前时刻所述空间目标与所述观测站的距离修正值。
[0023]其中,所述步骤12具体包括:
[0024]依据光学位置信息偏差量预测函数，且以所述不同时刻的预测光学位置信息、所述不同时刻、所述初始条件参数为所述光学位置信息偏差量预测函数的自变量，以所述不同时刻光学位置偏差量为所述光学位置信息偏差量预测函数的因变量，利用最小二乘法计算出所述初始条件参数。
[0025]其中，所述光学位置信息包括仰角和方位角，所述光学位置信息偏差量预测函数包括:方位角偏差量预测函数以及仰角偏差量的预测函数。
[0026]一种获取空间目标与观测站之间距离的装置，包括:
[0027]第一获取模块，用于获得所述空间目标的预测位置信息，所述预测位置信息包括所述空间目标的预测光学位置信息与时刻的对应关系；
[0028]第一确定模块，用于根据所述空间目标的预测位置信息，确定出下一时刻所述空间目标可能出现的空间区域，所述空间目标在所述空间区域的位置信息为预测位置信息；
[0029]第二获取模块，用于获取所述下一时刻所述空间区域的电子图像，并记录拍摄所述电子图像的开始时刻和结束时刻；
[0030]叠加模块，用于将所述开始时刻和所述结束时刻的平均值作为所述电子图像的曝光时刻，并将所述曝光时刻叠加在所述电子图像中；
[0031]第三获取模块，用于根据所述电子图像获得所述空间目标在所述电子图像的实际位置信息；
[0032]第一计算模块，用于依据所述预测位置信息与所述实际位置信息，计算出所述空间目标的光学位置偏差量；
[0033]触发模块，用于触发所述第一确定模块，以获得不同时刻的所述空间目标的光学
位置偏差量;
[0034]第二计算模块，用于根据所述不同时刻的空间目标光学位置偏差量，计算出当前时刻所述空间目标与所述观测站的距离修正值；
[0035]第四获取模块，用于根据所述距离修正值以及所述当前时刻所述空间目标与所述观测站的预测距离，获得当前时刻所述空间目标与所述观测站的修正距离。
[0036]其中，还包括:
[0037]第三计算模块，用于根据所述修正距离，计算所述观测站中的探测器的开启时间。
[0038]其中，所述第二计算模块包括:
[0039]第一获取单元，用于获得所述光学位置偏差量与不同时刻之间对应关系信息；
[0040]第二获取单元，用于获取初始条件参数；
[0041]第三获取单元，用于依据距离偏差的预测函数，且以所述初始条件参数、所述当前时刻、所述空间目标当前时刻的预测光学位置信息为所述距离偏差的预测函数的自变量，计算出所述当前时刻所述空间目标与所述观测站的距离修正值。
[0042]其中，所述第二获取单元具体用于:依据光学位置信息偏差量预测函数，且以所述不同时刻的预测光学位置信息、所述不同时刻、所述初始条件参数为所述光学位置信息偏差量预测函数的自变量，以所述不同时刻光学位置偏差量为所述光学位置信息偏差量预测函数的因变量，利用最小二乘法计算出所述初始条件参数。
[0043]其中，所述光学位置信息包括仰角和方位角，所述光学位置信息偏差量预测函数包括:方位角偏差量预测函数以及仰角偏差量的预测函数。
[0044]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明实施例提供了一种获取空间目标与观测站之间距离的方法，首先获取历史数据，即时间、空间目标光学位置信息与空间目标与观测站的距离信息的对应关系，通过历史数据可以推测出未来时刻的数据，即下一时刻空间目标可能出现的空间区域，然后在下一时刻到来时，可以获得推测的空间目标的预测位置信息与该空间目标的实际位置信息的光学位置偏差量，可以根据不同时刻空间目标光学位置偏差量，推测出当前时刻空间目标与观测站的距离信息的距离修正值，从而可以对事先预报提供的空间目标与观测站的距离进行修正，从而可以准确的计算出开启单光子探测器的时间，使单光子探测器可以探测到微弱回波。
【专利附图】
【附图说明】
[0045]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0046]图1为本发明实施例提供的一种获取空间目标与观测站之间距离的方法的流程示意图；
[0047]图2为本发明实施例提供的一种获取空间目标与观测站之间距离的方法中的根据所述不同时刻的空间目标光学位置偏差量，计算出当前时刻所述空间目标与所述观测站的距离修正值的一种实现方式的方法流程示意图；
[0048]图3为本发明实施例提供的一种获取空间目标与观测站之间距离的装置的结构示意图；
[0049]图4为本发明实施例提供的一种获取空间目标与观测站之间距离的装置中的第二计算模块的一种实现方式的结构示意图。
【具体实施方式】
[0050]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0051]空间目标激光测距作为一种精密跟踪测量技术，首先需要获取空间目标的预报轨道，该预报轨道是由数据中心根据过去一段时间的观测数据计算得到的。预报轨道可以带有预报偏差，但必须使空间目标进入观测站的视场，观测站的单光子探测器才可以接收到空间目标反射后的微弱回波。现有技术中对于无源的空间目标，最常用的预报轨道是两行根数(Two Line Element, TLE)，用TLE作为空间目标激光测距的预报轨道，主要困难在于预报偏差较大。通常的情况是空间目标进入视场，但距离预报偏差较大，观测站的单光子探测器收不到空间目标反射的微弱回波。为了能够接收和识别微弱回波，可以使用距离门控技术，距离门控技术是一种时间滤波技术，可以通过空间目标与观测站的距离计算出空间目标返回的微弱回波返回至观测站的时间，根据微弱回波返回观测站的时间，可以控制单光子探测器开启和关闭的时间，即距离门的宽度。单光子探测器每个工作周期仅在极短的时间窗口(约1000纳秒，由单光子探测器工作状态决定)内有效，所以控制单光子探测器开启的时间是非常重要的，距离门的宽度是指单光子探测器的开启至关闭的时间差。
[0052]请参阅附图1，为本发明实施例提供的一种获取空间目标与观测站之间距离的方法的流程示意图，该方法包括:
[0053]步骤A:获得所述空间目标的预测位置信息。
[0054]所述预测位置信息包括所述空间目标的预测光学位置信息与时刻的对应关系。
[0055]空间目标与观测站的距离信息实际是指空间目标的反射面与观测站的单光子探测器之间的距离。
[0056]空间目标，是指运行在地球轨道上的空间目标。例如神舟飞船、人造卫星、发射人造卫星所用的遗留在地球轨道上的火箭及其残骸、碎片等。
[0057]可以人为获取不同时刻空间目标的位置信息，也可以通过现有技术中的拍摄空间目标的仪器获得。
[0058]步骤B:根据所述空间目标的预测位置信息，确定出下一时刻所述空间目标可能出现的空间区域，所述空间目标在所述空间区域的位置信息为预测位置信息。
[0059]可以根据已经获取的空间目标位置信息，推测出下一时刻空间目标可能出现的空间区域，也可以推测出下一时刻空间目标在其可能出现的空间区域的预测位置信息。
[0060]步骤C:获取所述下一时刻所述空间区域的电子图像，并记录拍摄所述电子图像的开始时刻和结束时刻。
[0061]由于利用拍摄空间目标的仪器对空间目标拍摄的时间为一段时间，可以将开始时刻和结束时刻的平均值作为上述下一时刻，这样可以使后续的计算过程更加准确。
[0062]步骤D:将所述开始时刻和所述结束时刻的平均值作为所述电子图像的曝光时刻，并将所述曝光时刻叠加在所述电子图像中。[0063]照片中既有空间目标图像，又具有拍摄这张照片的时间信息，即开始时刻和所述结束时刻的平均值，即上述的下一时刻。此为现有技术在此不再进行一一赘述。
[0064]步骤E:根据所述电子图像获得所述空间目标在所述电子图像的实际位置信息。
[0065]根据实际中的下一时刻空间目标的电子图像，可以获得空间目标在空间区域的实际位置信息。
[0066]步骤F:依据所述预测位置信息与所述实际位置信息，计算出所述空间目标的光
学位置偏差量。
[0067]由于电子照片中的空间区域就是步骤B中推测出的空间区域，所以可以根据空间目标在空间区域的相对位置信息，计算出光学位置偏差量。
[0068]步骤1:重复步骤B至步骤F，获得不同时刻的所述空间目标的光学位置偏差量。
[0069]可以重复多次步骤B至步骤F，以获得不同时刻空间目标的光学位置偏差量。
[0070]重复步骤B至步骤F的次数可以为预设次数，该预设次数可以根据实际情况而定。假设N为重复的次数，N从零开始，每当重复一次步骤B至步骤F后，N自加一，当N =预设次数时，执行步骤G，当N古预设次数时，依然重复步骤B至步骤F。
[0071]可以根据不同时刻空间目标的光学位置偏差量就可以推测出时刻与光学位置偏差量的对应关系信息。
[0072]步骤G:根据所述不同时刻的空间目标光学位置偏差量，计算出当前时刻所述空间目标与所述观测站的距离修正值。
[0073]步骤H:根据所述距离修正值以及所述当前时刻所述空间目标与所述观测站的预测距离，获得当前时刻所述空间目标与所述观测站的修正距离。
[0074]所述当前时刻所述空间目标与所述观测站的预测距离可以是预先获取的，也可以是所述当前时刻实时获取的，本发明实施例并不对获取空间目标与所述观测站的预测距离的时间作具体限定。
[0075]例如当前时刻为10点01分I秒500毫秒，则计算当前时刻的空间目标与所述观测站的预测距离的时间可以为10点01分I秒400毫秒，或者10点01分I秒500毫秒。
[0076]本发明实施例提供了一种获取空间目标与观测站之间距离的方法，首先获取历史数据，即时间、空间目标光学位置信息与空间目标与观测站的距离信息的对应关系，通过历史数据可以推测出未来时刻的数据，即下一时刻空间目标可能出现的空间区域，然后在下一时刻到来时，可以获得推测的空间目标的预测位置信息与该空间目标的实际位置信息的光学位置偏差量，可以根据不同时刻空间目标光学位置偏差量，推测出当前时刻空间目标与观测站的距离信息的距离修正值，从而可以对事先预报提供的空间目标与观测站的距离进行修正，从而可以准确的计算出开启单光子探测器的时间，使单光子探测器可以探测到微弱回波。
[0077]上述获取空间目标与观测站之间距离的方法实施例中在步骤H后，还可以包括:K、根据所述修正距离，计算所述观测站中的探测器的开启时间。
[0078]请参阅图2，为本发明实施例提供的一种获取空间目标与观测站之间距离的方法中的根据所述不同时刻的空间目标光学位置偏差量，计算出当前时刻所述空间目标与所述观测站的距离修正值的一种实现方式的方法流程示意图，该方法包括:
[0079]步骤Il:获得所述光学位置偏差量与不同时刻之间对应关系信息。[0080]采集不同时刻的(ti，Ai，Ei，ΔΑ?, ΔΕ?)的值(至少三组)，其中，ti是指定第i时刻，A1、Ei分别是指第i时刻的方位角和仰角，即第i时刻的光学位置信息，AAi是第i时刻空间目标的实际方位角与预测方位角的偏差量，AEi是第i时刻空间目标的实际仰角与预测仰角的偏差量，i为大于等于I的正整数。
[0081]光学位置偏差量与不同时刻之间对应关系信息可以为(ti，Ai，Ei，ΔΑ?, ΔΕ?)的对应关系。
[0082]步骤12:获取初始条件参数。
[0083]步骤13:依据距离偏差的预测函数，且以所述初始条件参数、所述当前时刻、所述空间目标当前时刻的预测光学位置信息为所述距离偏差的预测函数的自变量，计算出所述当前时刻所述空间目标与所述观测站的距离修正值。
[0084]由于已知上述当前时间、所述空间目标当前时刻的预测光学位置信息以及初始条件参数，将这些参数带入第一函数，即可得到所述空间目标的光学位置偏差量。
[0085]假设距离偏差的预测函数为AR=F3(t，A, E，xl, x2, x3)，其中AR是待求的距离修正值，F3是距离偏差的预测函数，t是当前时刻，A、E分别是当前时刻空间目标的的预测方位角、预测仰角，即预测光学位置信息。其中，t、A、E、xl、x2和x3是已知量，代入函数F3即可算出距离修正值AR0
[0086]本发明实施例还提供了一种获取空间目标与观测站之间距离的方法中的获取初始条件参数方法，该方法包括:依据光学位置信息偏差量预测函数，且以所述不同时刻的预测光学位置信息、所述不同时刻、所述初始条件参数为所述光学位置信息偏差量预测函数的自变量，以所述不同时刻光学位置偏差量为所述光学位置信息偏差量预测函数的因变量，利用最小二乘法计算出所述初始条件参数。
`[0087]所述光学位置信息包括仰角和方位角，所述光学位置信息偏差量预测函数包括:方位角偏差量预测函数以及仰角偏差量的预测函数。假设初始条件参数为xl、x2、和x3，方位角偏差量预测函数可以为Fl (ti，Ai, Ei, xl, x2, x3) = AAi，仰角偏差量的预测函数可以为 F2(ti，Ai, Ei, xl, x2，x3) = AEi，其中 t=l, 2,...,n, xl、x2、和 x3 为初始条件参数。则计算初始条件参数的公式如下:
[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]在上述参数中，AA1、AE1、t1、A1、Ei，均为已知量。结合最小二乘法求解上述联立方程，即可得初始条件参数xl、x2、和x3的值。
[0091]为了本领域技术人员更加理解本发明实施例提供的获取空间目标与观测站之间距离的方法的有益效果， 申请人:利用本发明实施例提供的获取空间目标与观测站之间距离的方法进行了多次试验，得到如下结果:通过本发明实施例提供的获取空间目标与观测站之间距离的方法采集和处理空间目标的光学位置信息，运用特定算法AR=F(t，A, Ε，ΔΑ,ΔΕ)解算距离修正值，并及时调整距离门，实时修正大部分的距离偏差，可将多达3km-4km的预测距离偏差修正到IOOm以内，使空间目标进入卫星激光测距系统的有效探测范围，从而提高观测效率和成功率。另外，距离变化率的减小，使得自动识别数据成为可能。
[0092]本发明实施例提供的获取空间目标与观测站之间距离的方法，所使用的图像采集器件、计算机等均可以为低成本的通用设备，所以成本较低。[0093]上述本发明公开的实施例中详细描述了方法，对于本发明的方法可采用多种形式的装置实现，因此本发明还公开了一种装置，下面给出具体的实施例进行详细说明。
[0094]请参阅图3，为本发明实施例提供的一种获取空间目标与观测站之间距离的装置的结构示意图，该装置包括:第一获取模块301、第一确定模块302、第二获取模块303、叠加模块304、第三获取模块305、第一计算模块306、触发模块307、第二计算模块308以及第四获取模块309，其中:
[0095]第一获取模块301，用于获得所述空间目标的预测位置信息。
[0096]所述预测位置信息包括所述空间目标的预测光学位置信息与时刻的对应关系。
[0097]空间目标，是指运行在地球轨道上的空间目标。例如神舟飞船、人造卫星、发射人造卫星所用的遗留在地球轨道上的火箭及其残骸、碎片等。
[0098]可以人为获取不同时刻空间目标的位置信息，也可以通过现有技术中的拍摄空间目标的仪器获得的。
[0099]第一确定模块302，用于根据所述空间目标的预测位置信息，确定出下一时刻所述空间目标可能出现的空间区域，所述空间目标在所述空间区域的位置信息为预测位置信
肩、O
[0100]可以根据已经获取的空间目标位置信息，推测出下一时刻空间目标可能出现的空间区域，也可以推测出下一时刻空间目标在其可能出现的空间区域的预测位置信息。
[0101]第二获取模块303，用于获取所述下一时刻所述空间区域的电子图像，并记录拍摄所述电子图像的开始时刻和结束时刻。
[0102]由于利用拍摄空间目标的仪器对空间目标拍摄的时间为一段时间，可以将开始时刻和结束时刻的平均值作为上述下一时刻，这样可以使后续的计算过程更加准确。
[0103]叠加模块304，用于将所述开始时刻和所述结束时刻的平均值作为所述电子图像的曝光时刻，并将所述曝光时刻叠加在所述电子图像中。
[0104]照片中既有空间目标图像，又具有拍摄这张照片的时间信息，即开始时刻和所述结束时刻的平均值，即上述的下一时刻。此为现有技术在此不再进行一一赘述。
[0105]第三获取模块305，用于根据所述电子图像获得所述空间目标在所述电子图像的实际位置信息。
[0106]根据实际中的下一时刻空间目标的电子图像，可以获得空间目标在空间区域的位
置信息。
[0107]第一计算模块306，用于依据所述预测位置信息与所述实际位置信息，计算出所述空间目标的光学位置偏差量。
[0108]由于电子照片中的空间区域就是步骤B中推测出的空间区域，所以可以根据空间目标在空间区域的相对位置信息，计算出光学位置偏差量。
[0109]触发模块307，用于触发第一确定模块，以获得不同时刻的所述空间目标的光学位
置偏差量。
[0110]可以重复多次第一确定模块302至第一计算模块306，以获得不同时刻空间目标
的光学位置偏差量。
[0111]第二计算模块308，用于根据所述不同时刻的空间目标光学位置偏差量，计算出当前时刻所述空间目标与所述观测站的距离修正值。[0112]第四获取模块309，用于根据所述距离修正值以及所述当前时刻所述空间目标与所述观测站的预测距离，获得当前时刻所述空间目标与所述观测站的修正距离。
[0113]所述当前时刻所述空间目标与所述观测站的预测距离可以是预先获取的，也可以是所述当前时刻实时获取的，本发明实施例并不对获取空间目标与所述观测站的预测距离的时间作具体限定。
[0114]例如当前时刻为10点01分I秒500毫秒，则计算当前时刻的空间目标与所述观测站的预测距离的时间可以为10点01分I秒400毫秒，或者10点01分I秒500毫秒。
[0115]本发明实施例提供了一种获取空间目标与观测站之间距离的装置，首先第一获取模块301获取历史数据，即时间、空间目标光学位置信息与空间目标与观测站的距离信息的对应关系，第一确定模块302通过历史数据可以推测出未来时刻的数据，即下一时刻空间目标可能出现的空间区域，然后在下一时刻到来时，第一计算模块306可以获得推测的空间目标的预测位置信息与该空间目标的实际位置信息的光学位置偏差量，第二计算模块308可以根据不同时刻空间目标光学位置偏差量，推测出当前时刻空间目标与观测站的距离信息的距离修正值，从而可以对事先预报提供的空间目标与观测站的距离进行修正，从而可以准确的计算出开启单光子探测器的时间，使单光子探测器可以探测到微弱回波。
[0116]上述获取空间目标与观测站之间距离的装置实施例，还可以包括:第三计算模块，用于根据所述修正距离，计算所述观测站中的探测器的开启时间。
[0117]请参阅图4，为本发明实施例提供的一种获取空间目标与观测站之间距离的装置中的第二计算模块的一种实现方式的结构示意图，该第二计算模块包括:第一获取单元401、第二获取单元402以及第二获取单元403，其中:
[0118]第一获取单元401，用于获得所述光学位置偏差量与不同时刻之间对应关系信息。
[0119]采集不同时刻的(ti,Ai,Ei, ΔΑ?, ΔΕ?)的值(至少三组)，其中，ti是指定第i时刻，A1、Ei分别是指第i时刻的方位角和仰角，即第i时刻的光学位置信息，AAi是第i时刻空间目标的实际方位角与预测方位角的偏差量，Aei是第i时刻空间目标的实际仰角与预测仰角的偏差量，i为大于等于I的正整数。
[0120]光学位置偏差量与不同时刻之间对应关系信息可以为(ti，Ai，Ei，ΔΑ?, ΔΕ?)的对应关系。
[0121]第二获取单元402，用于获取初始条件参数。
[0122]所述第二获取单元具体用于:依据光学位置信息偏差量预测函数，且以所述不同时刻的预测光学位置信息、所述不同时刻、所述初始条件参数为所述光学位置信息偏差量预测函数的自变量，以所述不同时刻光学位置偏差量为所述光学位置信息偏差量预测函数的因变量，利用最小二乘法计算出所述初始条件参数。
[0123]所述光学位 置信息包括仰角和方位角，所述光学位置信息偏差量预测函数包括:方位角偏差量预测函数以及仰角偏差量的预测函数。假设初始条件参数为xl、x2、和x3，方位角偏差量预测函数可以为Fl (ti，Ai, Ei, xl, x2, x3) = ΔAi，仰角偏差量的预测函数可以为 F2(ti，Ai, Ei, xl, x2，x3) = ΔEi，其中 t=l, 2,...,n, xl、x2、和 x3 为初始条件参数。则计算初始条件参数的公式如下:
[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]在上述参数中，AA1、AE1、t1、A1、Ei,均为已知量。结合最小二乘法求解上述联立方程，即可得初始条件参数xl、x2、和x3的值。
[0127]第三获取单元403，用于依据距离偏差的预测函数，且以所述初始条件参数、所述当前时刻、所述空间目标当前时刻的预测光学位置信息为所述距离偏差的预测函数的自变量，计算出所述当前时刻所述空间目标与所述观测站的距离修正值。
[0128]由于已知上述当前时间、所述空间目标当前时刻的预测光学位置信息以及初始条件参数，将这些参数带入第一函数，即可得到所述空间目标的光学位置偏差量。
[0129]假设距离偏差的预测函数为AR=F3(t, A, E，xl, x2, x3)，其中AR是待求的距离修正值，F3是距离偏差的预测函数，t是当前时刻，A、E分别是当前时刻空间目标的的预测方位角、预测仰角，即预测光学位置信息。其中，t、A、E、xl、x2和x3是已知量，代入函数F3即可算出距离修正值AR0
[0130]需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置或系统类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0131]还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0132]结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或【技术领域】内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[0133]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种获取空间目标与观测站之间距离的方法，其特征在于，包括: A、获得所述空间目标的预测位置信息，所述预测位置信息包括所述空间目标的预测光学位置信息与时刻的对应关系； B、根据所述空间目标的预测位置信息，确定出下一时刻所述空间目标可能出现的空间区域，所述空间目标在所述空间区域的位置信息为预测位置信息； C、获取所述下一时刻所述空间区域的电子图像，并记录拍摄所述电子图像的开始时刻和结束时刻； D、将所述开始时刻和所述结束时刻的平均值作为所述电子图像的曝光时刻，并将所述曝光时刻叠加在所述电子图像中； E、根据所述电子图像获得所述空间目标在所述电子图像的实际位置信息； F、依据所述预测位置信息与所述实际位置信息，计算出所述空间目标的光学位置偏差量; 1.重复步骤B至步骤F，获得不同时刻的所述空间目标的光学位置偏差量； G、根据所述不同时刻的空间目标光学位置偏差量，计算出当前时刻所述空间目标与所述观测站的距离修正值； H、根据所述距离修正值以及所述当前时刻所述空间目标与所述观测站的预测距离，获得当前时刻所述空间目标与所述观测站的修正距离。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤H后所述方法还包括: K、根据所述修正距离，计算所述观测站中的探测器的开启时间。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤G包括: 11、获得所述光学位置偏差量与不同时刻之间对应关系信息； 12、获取初始条件参数； 13、依据距离偏差的预测函数，且以所述初始条件参数、所述当前时刻、所述空间目标当前时刻的预测光学位置信息为所述距离偏差的预测函数的自变量，计算出所述当前时刻所述空间目标与所述观测站的距离修正值。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述步骤12具体包括: 依据光学位置信息偏差量预测函数，且以所述不同时刻的预测光学位置信息、所述不同时刻、所述初始条件参数为所述光学位置信息偏差量预测函数的自变量，以所述不同时刻光学位置偏差量为所述光学位置信息偏差量预测函数的因变量，利用最小二乘法计算出所述初始条件参数。
5.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述光学位置信息包括仰角和方位角，所述光学位置信息偏差量预测函数包括:方位角偏差量预测函数以及仰角偏差量的预测函数。
6.一种获取空间目标与观测站之间距离的装置，其特征在于，包括: 第一获取模块，用于获得所述空间目标的预测位置信息，所述预测位置信息包括所述空间目标的预测光学位置信息与时刻的对应关系； 第一确定模块，用于根据所述空间目标的预测位置信息，确定出下一时刻所述空间目标可能出现的空间区域，所述空间目标在所述空间区域的位置信息为预测位置信息； 第二获取模块，用于获取所述下一时刻所述空间区域的电子图像，并记录拍摄所述电子图像的开始时刻和结束时刻；叠加模块，用于将所述开始时刻和所述结束时刻的平均值作为所述电子图像的曝光时亥IJ，并将所述曝光时刻叠加在所述电子图像中； 第三获取模块，用于根据所述电子图像获得所述空间目标在所述电子图像的实际位置信息； 第一计算模块，用于依据所述预测位置信息与所述实际位置信息，计算出所述空间目标的光学位置偏差量； 触发模块，用于触发所述第一确定模块，以获得不同时刻的所述空间目标的光学位置偏差量; 第二计算模块，用于根据所述不同时刻的空间目标光学位置偏差量，计算出当前时刻所述空间目标与所述观测站的距离修正值； 第四获取模块，用于根据所述距离修正值以及所述当前时刻所述空间目标与所述观测站的预测距离，获得当前时刻所述空间目标与所述观测站的修正距离。
7.根据权利要求6所述获取空间目标与观测站之间距离的装置，其特征在于，还包括: 第三计算模块，用于根据所述修正距离，计算所述观测站中的探测器的开启时间。
8.根据权利要求6所述获取空间目标与观测站之间距离的装置，其特征在于，所述第二计算模块包括: 第一获取单元，用于获得所述光学位置偏差量与不同时刻之间对应关系信息； 第二获取单元，用于获取初始条件参数； 第三获取单元，用于依据距离偏差的`预测函数，且以所述初始条件参数、所述当前时亥IJ、所述空间目标当前时刻的预测光学位置信息为所述距离偏差的预测函数的自变量，计算出所述当前时刻所述空间目标与所述观测站的距离修正值。
9.根据权利要求8所述获取空间目标与观测站之间距离的装置，其特征在于，所述第二获取单元具体用于:依据光学位置信息偏差量预测函数，且以所述不同时刻的预测光学位置信息、所述不同时刻、所述初始条件参数为所述光学位置信息偏差量预测函数的自变量，以所述不同时刻光学位置偏差量为所述光学位置信息偏差量预测函数的因变量，利用最小二乘法计算出所述初始条件参数。
10.根据权利要求9所述获取空间目标与观测站之间距离的装置，其特征在于，所述光学位置信息包括仰角和方位角，所述光学位置信息偏差量预测函数包括:方位角偏差量预测函数以及仰角偏差量的预测函数。
【文档编号】G01S17/08GK103698767SQ201310751685
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】韩兴伟, 梁智鹏, 宋清丽, 董雪 申请人:中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站