【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及天体测量，特别是涉及一种任意取向条件下图像几何扭曲自定标方法。
技术介绍
1、光学系统不可避免地存在几何扭曲（gd），对于天体测量观测获得的图像，几何扭曲主要取决于光学系统的结构和成像设备，如哈勃望远镜，在视场的角落几何扭曲可达约5个像素。对于高精度天体测量，求解扭曲模型十分必要。尽管gaia卫星的极限星等达到了21gmag，随着深空探测的不断推进，依然有很多地面大口径望远镜以及空间望远镜可以观测到比gaia星表更暗的目标。如pan-starrs的观测图像上存在大量暗弱恒星无法从gaia星表中的到匹配。可以预料我国空间站望远镜项目将探测到大量暗弱恒星，建立一个不依赖星表精度的扭曲求解方法，有助于提高天体测量精度。
2、同时，由于不同的科学任务，望远镜的取向（即图像x轴与天球赤经的夹角）并非总是保持与天球一致，开发一种对于任意取向均可适用的高精度的求解扭曲的方法十分重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种任意取向条件下图像几何扭曲自定标方法，可以求解任意取向条件下的高精度几何扭曲，从而提高天体测量精度。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供了一种任意取向条件下图像几何扭曲自定标方法，该方法包括以下步骤：
4、s1，对抖动观测获取的图像进行预处理，并获取图像中的星象的原始像素位置( x 0 , y
5、s2，下载星象对应天区的星表，并将星表中参考星的天球坐标()与图像中的星象的原始像素位置( x 0 , y 0)匹配，获得()和( x 0 , y 0)一一对应的匹配列表；
6、s3，基于匹配列表，搜索图像中最靠近中心位置的星象将其对应的天球坐标作为切点坐标（a, d），并通过切点坐标（a, d）进行心射投影换算出所有星象对应的标准坐标理论值（），初始化当前扭曲gd( x 0 , y 0)=(0,0)；
7、s4，将星象的原始像素位置减去当前扭曲gd( x 0 , y 0)，得到观测位置坐标( x,y) ，即( x,y) = ( x 0 , y 0) - gd( x 0 , y 0)，结合标准坐标理论值（），通过公式（2）拟合，得出a、b、c、d四个常数；
8、
9、式中，，是像素坐标与标准坐标的比例系数，是像素坐标与标准坐标的取向角，c和d分别是像素坐标与标准坐标的平移因子；通常情况下，地基望远镜可以通过调整ccd，使得取向角，而空间望远镜则可以在空间自由翻滚，取向角不固定，而本专利技术则对任意取向角均适用；
10、s5，通过a、b、c、d四常数，计算出每个星象对应的标准坐标观测值()，并与投影得到的标准坐标理论值（）相减，得出每个星象的残差()；
11、s6，通过步骤s4获取的a、b、c、d和步骤s5获得的()以及切点坐标中的d值，进行多图像联合求解得到扭曲增量（）；
12、s7，图像划分，将所有图像中观测到的星象置于同一像素坐标下，将图像的视场划分成若干个等面积的子区域，根据星象的原始像素位置( x 0 , y 0)，计算落在每个子区域的星象对应的扭曲增量的平均值作为该子区域中心位置的几何扭曲增量；
13、s8，通过每个星象的原始像素位置( x 0 , y 0)对s7的几何扭曲增量进行双线性插值，并更新星象对应的扭曲，判断步骤s7得到的每个子区域中心位置的几何扭曲增量是否小于等于阈值，若小于等于阈值则执行步骤s9，若大于阈值，则将更新得到的星象对应的扭曲作为当前扭曲，执行步骤s4；
14、s9，输出扭曲模型。将图像进行s7相同的划分，将落在对应区域的星象对应的几何扭曲均值作为该区域中心的扭曲进行输出，即为扭曲模型。
15、进一步地，所述步骤s1中，预处理，具体包括：边缘裁剪、平场以及背景扣除，其中，背景扣除包括一维中值扣除和二维中值滤波扣除。
16、进一步地，所述步骤s1中，获取图像中的星象的原始像素位置( x 0 , y 0)，具体包括：
17、对抖动观测获取的图像进行点源检测，通过定心算法获取图像中星象的原始像素位置( x 0 , y 0)。
18、进一步地，所述步骤s3中，通过切点坐标（a, d）进行心射投影换算出所有星象对应的标准坐标理论值（），具体包括：
19、通过公式（1）将参考星的天球坐标()转换得到标准坐标理论值（）：
20、
21、进一步地，所述步骤s5中，通过a、b、c、d四常数，计算出对于每个星象对应的标准坐标观测值()，并与投影得到的标准坐标理论值（）相减，得出每个星象的残差()，具体包括：
22、；
23、进一步地，所述步骤s6中，通过步骤s4获取的a、b、c、d和步骤s5获得的()以及切点坐标中的d值，进行多图像联合求解得到扭曲增量（），具体包括：
24、通过公式（4）求解，
25、
26、式中，i，j表示图像序号，n为同一参考星出现的图像帧数，、，，分别为第i和j帧图像的切点赤纬坐标，，分别为第i和j帧图像的常数，分别表示同一参考星在第i和j帧中换算到标准坐标下的残差。
27、进一步本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种任意取向条件下图像几何扭曲自定标方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的任意取向条件下图像几何扭曲自定标方法，其特征在于，所述步骤S1中，预处理，具体包括：边缘裁剪、平场以及背景扣除，其中，背景扣除包括一维中值扣除和二维中值滤波扣除。
3.根据权利要求1所述的任意取向条件下图像几何扭曲自定标方法，其特征在于，所述步骤S1中，获取图像中的星象的原始像素位置(x0, y0)，具体包括：
4.根据权利要求1所述的任意取向条件下图像几何扭曲自定标方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过切点坐标（A, D）进行心射投影换算出所有星象对应的标准坐标理论值（），具体包括：
5.根据权利要求1所述的任意取向条件下图像几何扭曲自定标方法，其特征在于，所述步骤S5中，通过a、b、c、d四常数，计算出对于每个星象对应的标准坐标观测值()，并与投影得到的标准坐标理论值（）相减，得出每个星象的残差()，具体包括：
6.根据权利要求1所述的任意取向条件下图像几何扭曲自定标方法，其特征在于，所述步骤S6中，通过步骤S4获取的a
7.根据权利要求1所述的任意取向条件下图像几何扭曲自定标方法，其特征在于，所述步骤S8中，通过每个星象的原始像素位置(x0, y0)对S7的几何扭曲增量进行双线性插值，并更新星象对应的扭曲，具体包括：
8.根据权利要求1所述的任意取向条件下图像几何扭曲自定标方法，其特征在于，所述步骤S9，输出扭曲模型，具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种任意取向条件下图像几何扭曲自定标方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的任意取向条件下图像几何扭曲自定标方法，其特征在于，所述步骤s1中，预处理，具体包括：边缘裁剪、平场以及背景扣除，其中，背景扣除包括一维中值扣除和二维中值滤波扣除。
3.根据权利要求1所述的任意取向条件下图像几何扭曲自定标方法，其特征在于，所述步骤s1中，获取图像中的星象的原始像素位置(x0, y0)，具体包括：
4.根据权利要求1所述的任意取向条件下图像几何扭曲自定标方法，其特征在于，所述步骤s3中，通过切点坐标（a, d）进行心射投影换算出所有星象对应的标准坐标理论值（），具体包括：
5.根据权利要求1所述的任意取向条件下图像几何扭曲自定标方法，其特征在于，所述步...
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