张 楠,韩兴伟

(中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站,吉林 长春 130117)

1 引 言

卫星激光测距的原理是通过精确测量激光脉冲在地面观测站和卫星之间的往返时间间隔,从而计算出目标到地面观测站的距离。卫星激光测距技术是大地空间测量的主要技术之一,在人造卫星或航天器的精密测定、精密时间比对等方面有着重要的科学应用,尤其在地球动力学和大地测量学领域有着重要贡献[1-2]。卫星激光测距技术涵盖多个学科领域,在各学科发展的推动下,卫星激光测距技术主要朝着提高测量精度和测距系统的自动化水平这两个方向发展[3-4]。

通过软硬件的协同配合来代替人的部分操作,最终实现设备的稳定工作和长期运行,能够大大降低人力资源,因此对卫星激光测距系统的自动化研究具有积极的意义和实用价值。本文介绍了一套用于卫星激光测距系统的图像处理子系统,该系统集图像采集、存储、显示、目标定位功能于一体,通过图像处理方法,分别识别出卫星和激光后向散射光尖,为控制系统提供根据偏差量信息,控制系统依据偏差量修正卫星到视场中心闭环跟踪,同时将激光出光方向锁定到视场中心,实现对激光发射光束和望远镜指向的自动调整。通过实验测试,该子系统操作方便,运行稳定,有助于提高卫星激光测距系统的自动化水平。

2 系统框架

本文设计的图像处理子系统结构如图1所示。硬件部分负责获取观测卫星与激光光束图像,并为算法提供计算机平台；……