CN104949676A - 一种漂移扫描相机同步卫星实时定轨装置 - Google Patents

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王军
杨会玲
柳红岩
李岩
孙慧婷
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Abstract

本发明是一种漂移扫描相机同步卫星实时定轨装置，该装置包括漂移扫描CCD相机，所述漂移扫描CCD连接USB数据采集卡，所述USB数据采集卡连接FPGA可编程逻辑器，所述FPGA可编程逻辑器连接DSP图像处理模块，所述DSP图像处理模块分别连接显示驱动模块和硬盘存储模块，分别用于显示和存储运算结果。本发明通过DSP图像处理模块能够对大数据进行高速运算，具有可编程性，对于同步卫星定轨过程中的大运算量，DSP图像处理模块能够快速完成运算，实时得出定轨结果，有利于同步卫星的实时定轨，并且结构简单，成本低，可靠性高。

Description

一种漂移扫描相机同步卫星实时定轨装置
技术领域
本发明涉及同步卫星天文观测与天体测量领域，具体涉及一种漂移扫描相机同步卫星实时定轨装置。
背景技术
地球同步轨道是一个有着非常重要价值的空间邻域，特别是在空间通讯、对地监测和空间科学邻域。根据我国十一五规划，需要监测我国领土上空的所有同步卫星，所以对地球同步轨道目标的识别、捕获和定轨等关键技术的研究，对推动我国发展高轨道空间目标监测手段具有重要意义。利用雷达对同步卫星进行观测有其局限性，雷达无法观测到高轨人造卫星而且定轨精度不高。随着新的观测设备、技术的使用与不断改进，利用地面CCD光学观测系统对同步卫星进行观测，提高了同步卫星定轨精度而且还可以观测高轨与低轨同步卫星。对同步卫星的定轨主要采用CCD漂移扫描方法，即利用短帧CCD凝视模式与漂移扫描模式交替观测恒星与同步卫星，交替获得恒星与同步卫星的良好圆星象，将恒星作为参考模型计算CCD底片模型从而归算出同步卫星轨道。漂移扫描CCD的工作模式为凝视模式—漂移扫描模式—漂移扫描模式—……—凝视模式，每3s曝光一次。现阶段利用漂移扫描CCD对同步卫星进行观测只局限于事后处理，即当漂移扫描CCD持续工作几个小时之后，拍摄到一定数量的星图后才对所有星图进行处理，对于8到10个小时的拍摄数据，事后处理要经过2到4个小时才能够全部处理结束，这位天文观测者带来很大的麻烦  。
发明内容
本发明目的是解决如何实时定轨同步卫星，能够在拍摄过程中解算轨道数据，实时获取同步卫星轨道信息，具体表现为漂移扫描CCD进行一轮拍摄之后，立即得出所观测的同步卫星的观测位置。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种漂移扫描相机同步卫星实时定轨装置，该装置包括漂移扫描CCD相机，用于对星空进行凝视模式与漂移扫描模式交替拍摄，所述漂移扫描CCD连接USB数据采集卡，用于将CCD相机采集到的视频信号经USB数据采集卡变为并行数字图像信号，所述USB数据采集卡连接FPGA可编程逻辑器，用于将数字图像信号传入FPGA可编程逻辑器中缓存，同时FPGA可编程逻辑器实现时序逻辑控制，所述FPGA可编程逻辑器连接DSP图像处理模块，用于保证DSP图像处理模块时序控制，并完成与DSP图像处理模块之间数据高速实时传输，同时DSP图像处理模块用于对图像算法高速处理，进行同步卫星定轨主体运算，所述DSP图像处理模块分别连接显示驱动模块和硬盘存储模块，分别用于显示和存储运算结果。
进一步的，所述CCD相机采用DALSA_TDI_2K_MS型相机。
进一步的，所述USB数据采集卡采用CY68013控制芯片。 
进一步的，所述FPGA可编程逻辑器采用altera_cy4e10E22芯片。
进一步的，所述DSP图像处理模块采用TI_TMS320_6446控制芯片。
进一步的，所述显示驱动模块采用TFT_LCD7寸屏显示。
进一步的，所述硬盘存储模块采用固态硬盘SSD128G_I_3。
本发明的有益效果是:
本发明通过DSP图像处理模块能够对大数据进行高速运算，具有可编程性，对于同步卫星定轨过程中的大运算量，DSP图像处理模块能够快速完成运算，实时得出定轨结果，有利于同步卫星的实时定轨，并且结构简单，成本低，可靠性高。
附图说明
图1为本发明同步卫星实时定轨装置结构图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
参照图1所示，一种漂移扫描相机同步卫星实时定轨装置，该装置包括漂移扫描CCD相机，用于对星空进行凝视模式与漂移扫描模式交替拍摄，所述CCD通过USB数据线连接USB数据采集卡，用于将CCD相机采集到的视频信号经USB数据采集卡变为并行数字图像信号，所述USB数据采集卡通过并行总线接口连接FPGA可编程逻辑器，用于将数字图像信号传入FPGA可编程逻辑器中缓存，同时FPGA可编程逻辑器实现时序逻辑控制，所述FPGA可编程逻辑器通过并行总线连接DSP图像处理模块，用于保证DSP图像处理模块时序控制，并完成与DSP图像处理模块之间数据高速实时传输，同时DSP图像处理模块用于对图像算法进行高速处理，进行同步卫星定轨主体运算，所述DSP图像处理模块分别通过VGA显示接口和SATA接口连接显示驱动模块和硬盘存储模块，分别用于显示和存储运算结果。
所述CCD相机采用DALSA_TDI_2K_MS型相机。
所述USB数据采集卡采用CY68013控制芯片。 
所述FPGA可编程逻辑器采用altera_cy4e10E22芯片。
所述DSP图像处理模块采用TI_TMS320_6446控制芯片。
所述显示驱动模块采用TFT_LCD7寸屏显示。 
所述硬盘存储模块采用固态硬盘SSD128G_I_3。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种漂移扫描相机同步卫星实时定轨装置，其特征在于，该装置包括漂移扫描CCD相机，用于对星空进行凝视模式与漂移扫描模式交替拍摄，所述漂移扫描CCD连接USB数据采集卡，用于将CCD相机采集到的视频信号经USB数据采集卡变为并行数字图像信号，所述USB数据采集卡连接FPGA可编程逻辑器，用于将数字图像信号传入FPGA可编程逻辑器中缓存，同时FPGA可编程逻辑器实现时序逻辑控制，所述FPGA可编程逻辑器连接DSP图像处理模块，用于保证DSP图像处理模块时序控制，并完成与DSP图像处理模块之间数据高速实时传输，同时DSP图像处理模块用于对图像算法高速处理，进行同步卫星定轨主体运算，所述DSP图像处理模块分别连接显示驱动模块和硬盘存储模块，分别用于显示和存储运算结果。
2.根据权利要求1所述的漂移扫描相机同步卫星实时定轨装置，其特征在于，所述CCD相机采用DALSA_TDI_2K_MS型相机。
3.根据权利要求1所述的漂移扫描相机同步卫星实时定轨装置，其特征在于，所述USB数据采集卡采用CY68013控制芯片。
4.根据权利要求1所述的漂移扫描相机同步卫星实时定轨装置，其特征在于，所述FPGA可编程逻辑器采用altera_cy4e10E22芯片。
5.根据权利要求1所述的漂移扫描相机同步卫星实时定轨装置，其特征在于，所述DSP图像处理模块采用TI_TMS320_6446控制芯片。
6.根据权利要求1所述的漂移扫描相机同步卫星实时定轨装置，其特征在于，所述显示驱动模块采用TFT_LCD7寸屏显示。
7.根据权利要求1所述的漂移扫描相机同步卫星实时定轨装置，其特征在于，所述硬盘存储模块采用固态硬盘SSD128G_I_3。
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