一种光电跟踪测量设备指向位置附近恒星实时搜索的方法与流程

本发明属于光电跟踪测量领域，具体涉及一种光电跟踪测量设备指向位置附近恒星实时搜索的方法。

背景技术：

在光电跟踪测量领域，为精确得到目标的位置数据，需要对光电跟踪测量设备的系统误差以及指向偏差进行校正。但光电跟踪测量设备的误差会随着时间而发生变化，因而需要定时进行校正。由于恒星位置被认为精度较高，一般可以用来标校光电跟踪测量设备的误差，因而如果能够在跟踪目标的时候，观测到目标周围一定视场范围内恒星的位置，则可以实时或者准实时校正系统误差和指向偏差。而如何在跟踪目标的过程中，实时或者准实时搜寻目标周围的恒星是解决此问题的关键。

当在实时跟踪目标同时进行搜星时，需要解决三个问题：

(1)由于目标运动与恒星运动之间的关系，导致搜星需要判断相互运动方向，速度等因素，尤其当要预测某时间后恒星会进入视场时，使得搜索恒星的复杂度大大增高；

(2)星表中的恒星位置不变，但和目标位置不能直接进行比对搜索，星表中恒星的平位置要转换到目标的地平系位置时，需要矫正岁差、章动、周年视差、周年光行差、年自行以及观测位置时间处理等，但当恒星较多时，如果都进行转换所需要的时间较长；

(3)搜索恒星的目的为对恒星的引导等操作，到搜索到恒星后，需要对恒星的位置进行引导计算。

技术实现要素：

为解决实时跟踪目标同时搜索周围恒星的目的，提出一种光电跟踪测量设备指向位置实时恒星搜索方法。该方法将目标位置转换到第二赤道坐标系内，并在第二赤道坐标系内建立目标的运动特性。同时利用恒星位置在第二赤道坐标系基本恒定的特点，计算在设备指向位置附近由于岁差、章动等带来的平位置和视位置之间的差别。然后以此差别对星表进行修正并搜索相应的恒星。

本发明采用的技术方案为：一种光电跟踪测量设备指向位置附近恒星实时搜索的方法，该方法实现步骤如下：

步骤(1)、光电跟踪测量设备跟踪目标，将粗略指向偏差校正后目标的地平系位置数据转换到第二赤道坐标系内的数据，对第二赤道坐标系内的数据进行处理得到目标的运动特性；

步骤(2)、设定第二赤道坐标系内的当前位置为中心，当需要预测时，计算T时间后目标的位置，并以此位置为中心，设定中心位置为(RiAc，RiDc)；

步骤(3)、虚拟当前位置有一颗年自行和视差都为零的恒星，计算平位置到第二赤道坐标系之间的偏差，设为(ΔRiA，ΔRiD)；

步骤(4)、计算恒星星表内的搜索中心和搜索范围内，搜索中心为(RiAc–ΔRiA，RiDc-ΔRiD)，假设搜索范围为α，则星表内搜索范围为：

赤经：[RiAc–ΔRiA-α/cos(RiDc-ΔRiD)， RiAc–ΔRiA+α/cos(RiDc-ΔRiD)]；

赤纬：[RiDc-ΔRiD-α， RiDc-ΔRiD+α]；

步骤(5)、对星表中的恒星进行搜索，以距离星表中心最近的恒星作为最优搜索结果，一旦选中恒星则锁定恒星，并终止搜索流程；

步骤(6)、计算恒星在第二赤道坐标系内的位置和当前目标在第二赤道坐标系内位置的张角，以及恒星及目标之间的运动趋势，一旦恒星运动出探测器视场，则重新进行恒星搜索过程；当目标在视场内时，更新步骤(1)中的指向偏差；

步骤(7)、在恒星被锁定的过程中，实时计算恒星在地平系内的位置数据(A，E)，其中，A为方位角，E为俯仰角，并发送至引导机构。

其中，所述的目标的地平系位置数据包括方位角和俯仰角，所述的第二赤道坐标系内的数据包括赤经和赤纬，所述的目标的运动特性包括速度和加速度。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明由于采用第二赤道坐标系作为中间坐标系，不需要对指向区域内的恒星进行全部坐标系转换，因而减小了运算量——尤其当星库的恒星较多时，提高了工作效率；同时在第二赤道坐标系内对目标的运动特性进行建模，也简化了目标和恒星运动之间的关系。

附图说明

图1为光电跟踪测量设备在第二赤道坐标系内跟踪目标同时进行恒星目标搜索的示意图；

图2为光电跟踪测量设备目标跟踪与恒星搜索过程的流程图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。

一种光电跟踪测量设备指向位置附近恒星实时搜索的方法，该方法实现步骤如下：

步骤(1)、光电跟踪测量设备跟踪目标，将粗略指向偏差校正后目标的地平系位置数据(方位角、俯仰角)转换到第二赤道坐标系内的数据(赤经、赤纬)，在第二赤道坐标系内的数据进行处理得到目标的运动特性(速度、加速度等)；

步骤(2)、设定第二赤道坐标系内的当前位置为中心，当需要预测时，计算T时间后目标的位置，并以此位置为中心，设定中心位置为(RiAc，RiDc)；

步骤(3)、虚拟当前位置有一颗年自行和视差都为零的恒星，计算平位置到第二赤道坐标系之间的偏差，设为(ΔRiA，ΔRiD)；

步骤(4)、计算恒星星表内的搜索中心和搜索范围，搜索中心为(RiAc–ΔRiA，RiDc-ΔRiD)，假设搜索范围为α，则星表内搜索范围为：

赤经：[RiAc–ΔRiA-α/cos(RiDc-ΔRiD)， RiAc–ΔRiA+α/cos(RiDc-ΔRiD)]；

赤纬：[RiDc-ΔRiD-α， RiDc-ΔRiD+α]；

步骤(5)、对星表中的恒星进行搜索，以距离星表中心最近的恒星作为最优搜索结果，一旦选中恒星则锁定恒星，并终止搜索流程；

步骤(6)、计算恒星在第二赤道坐标系内的位置和当前目标在第二赤道坐标系内位置的张角，以及恒星及目标之间的运动趋势，一旦恒星运动出探测器视场，则重新进行恒星搜索过程；当目标在视场内时，更新步骤(1)中的指向偏差；

步骤(7)、在恒星被锁定的过程中，实时计算恒星在地平系内的位置数据(A，E)，其中，A为方位角，E为俯仰角，并发送至引导机构。