天基复杂背景下空间暗弱小目标检测方法研究

发布时间：2025-01-01 06:16

　　随着科技发展,人类对太空的探索活动日益频繁,在轨航天器数量迅速增加,由此引发的空间环境安全问题也日益受到人们的关注。而空间目标监视对于感知空间态势、避免空间碰撞,从而实现维护空间环境安全具有重要意义。其中,空间目标检测是实现空间目标监视的关键技术,其具体包括:星图预处理技术、暗弱小目标检测技术以及空间目标定位技术。空间目标监视主要分为地基和天基两类,相比于传统的地基空间目标监视,天基空间目标监视不受大气环境影响、探测覆盖面广、探测能力强,近年来成为各国重点的发展方向。但由于天基空间目标监视所处轨道环境和探测目标的特殊性,其实现也面临诸多挑战。其一,星图的预处理。太空环境复杂的噪声及杂散光,导致图像背景强度分布不均匀,这些非均匀性噪声在图像分割时将导致大量的虚警目标,影响目标检测,并给图像在轨处理带来了巨大的计算负担;其二,暗弱小目标的检测。在天基图像中,不同轨道的空间目标成像大小、强弱,运动速度、方向等复杂多样,导致检测难度增加,尤其是在背景大量恒星相似干扰下,对低信噪比目标进行有效检测尤为困难;其三,空间目标的高精度定位。空间目标由于轨道相对运动速度不同,低速目标在图像中的成像为点状,...

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【部分图文】：

图1.1地球轨道上各类空间目标数量逐年上涨情况

天基复杂背景下空间暗弱小目标检测方法研究21.1.2空间目标的数量和分布伴随着日益频繁的航天活动，地球轨道上的空间目标的数量逐年增加，也不可避免的带来了越来越多的空间碎片垃圾。地球轨道上已编目的空间目标数量逐年上涨情况如图1.1所示[11]。图1.1地球轨道上各类空间目标数量逐年....

图1.2空间目标数量及分布

第1章绪论3里，即轨道介于LEO和GEO之间。按照轨道分布情况来看，空间目标在低轨道分布密度最大，已编目的空间碎片中数量中约有75.2%分布在低轨道，其中，LEO区域的空间碎片在轨道高度700～1100km之间有最大的分布密度，分布在中轨道的空间目标大约占8.3%，而高轨道的空间....

图1.3.哈勃望远镜受空间碎片撞击情况

天基复杂背景下空间暗弱小目标检测方法研究4尺寸大小为1～10cm的空间碎片撞击可引起航天器部分组件、功能的损失，严重时也可导致整体的爆炸、解体，目前技术上针对此类碎片难以达到高精度的监测，尚无有效防护措施。1cm以下的空间碎片撞击可引起航天器部分组件甚至整体功能的失效，此类碎片目....

图1.5美国地基空间目标监视网（SSN）

第1章绪论71.2.1空间目标监视系统发展现状及发展趋势（一）地基空间目标监视系统发展现状美国在20世纪60年代建立起遍布世界各地的由地基雷达和光学探测器组成的空间监视网（SpaceSurveillanceNetwork,SSN）。SSN地基探测系统主要由3个雷达跟踪站、2个光学....

本文编号：4022160