暗弱目标的检测和伽利略卫星对的CCD位置精确测定

论文摘要

本文做了两个方面的研究，分别是拖长星像背景下暗弱目标的检测和伽利略卫星对的CCD位置精确测定。一方面我们在比较了典型暗弱目标检测方法优缺点的基础上，根据实际旋转漂移扫描CCD图像的特点，提出了一种新的基于目标特征的识别方法。首先利用Prewitt算子强化目标的轮廓，再用空域均值滤波消除噪声，接着进行σ阈值分割得到二值图像。最后在经过边界跟踪处理以后利用形状参数检测出暗弱目标的初始位置，进一步用高斯拟合得到准确位置。该方法速度快准确率高，既可对单一图像进行检测，还可以对系列图像进行批处理。在检测空间碎片或人造卫星方面，该方法都将具有应用价值。另一方面，我们利用云南天文台的1米望远镜在2002年到2010年期间观测了441幅CCD图像，并测量了526对木星伽利略卫星的高精度位置。通过比较四颗伽利略卫星(Io,Europa, Ganymede,和Callisto)的测量位置和理论位置对CCD视场进行天体测量定标，其中理论位置基于伽利略卫星的两个现代历表：法国天体力学与历表计算研究所(IMCCE)的L2和美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的JUP230。本文中，我们着重研究近距离（少于85arcsec）卫星对的相对位置以求得到很好的内部精度。结果我们发现，不管是哪个历表，所有卫星对的平均(O C)值（观测位置减去理论位置）在赤经方向不大于6mas，赤纬方向不大于2mas。对单次观测而言，两个方向上的估计观测精度都将好于30mas。这一精度与目前国际上最高精度的观测方式（卫星互掩互食和空间观测）是可以媲美的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 图表目录
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的组织结构
• 2 图像简介与定心算法
• 2.1 图像简介
• 2.2 寻导法
• 2.3 高斯拟合法
• 3 目标的检测与定位
• 3.1 算子滤波器
• 3.2 阈值分割
• 3.3 边界跟踪
• 3.4 形状参数
• 3.5 精确定心
• 4 数据归算与分析
• 4.1 观测资料说明
• 4.2 计算木星及其卫星的像素位置
• 4.3 计算理论位置
• 4.4 相位效应
• 4.5 求解定标参数
• 5 实现结果与分析
• 5.1 暗弱目标检测结果
• 5.2 伽利略卫星高精度位置测量分析
• 5.3 伽利略卫星高精度位置测量结果
• 6 总结与展望
• 6.1 本文的主要工作
• 6.2 存在的主要问题
• 6.3 工作展望
• 参考文献
• 在学期间发表的学术论文
• 致谢