專利名稱：衛(wèi)星的探測方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電對抗技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種衛(wèi)星的探測方法和裝置。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星在現(xiàn)代軍事和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的作用越來越重要，為了搶占空間優(yōu)勢，在發(fā)展衛(wèi)星技術(shù)的同時也需要研制反衛(wèi)星技術(shù)。掌握衛(wèi)星在空間的運(yùn)行情況是對衛(wèi)星進(jìn)行攻擊的基礎(chǔ)，“被發(fā)現(xiàn)就意味著被摧毀”已成為高技術(shù)戰(zhàn)爭的顯著特點(diǎn)，因此，衛(wèi)星隱身技術(shù)和反隱身技術(shù)也越來越重要。所謂光學(xué)隱身，就是指通過一定的手段使得目標(biāo)的光學(xué)輻射特征融于背景中，從而使得探測儀器不能從背景中發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。目前，衛(wèi)星的光學(xué)隱身技術(shù)主要包括可見光隱身技術(shù)、紅外隱身技術(shù)和激光隱身技術(shù)。可見光隱身技術(shù)的主要技術(shù)特點(diǎn)是降低衛(wèi)星對于太陽光的反射，紅外隱身技術(shù)的主要技術(shù)特點(diǎn)是降低衛(wèi)星自身的紅外輻射，激光隱身技術(shù)的主要技術(shù)特點(diǎn)是設(shè)法減少衛(wèi)星對激光的反射?，F(xiàn)有技術(shù)中的一種探測衛(wèi)星的方法為可見光探測方法。該方法是一種被動式探測方法，其實(shí)現(xiàn)過程主要包括探測系統(tǒng)被動收集目標(biāo)衛(wèi)星的反射光信息，根據(jù)該反射光信息分析目標(biāo)衛(wèi)星與背景之間的亮度、色度、運(yùn)動三個視覺信號參數(shù)所對應(yīng)的對比特征。然后，根據(jù)分析得到的上述對比特征來探測目標(biāo)衛(wèi)星的位置和速度等相關(guān)信息。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題由于現(xiàn)在衛(wèi)星的光學(xué)隱身技術(shù)的不斷發(fā)展，使得上述探測系統(tǒng)被動接受到的目標(biāo)衛(wèi)星的反射光的強(qiáng)度很弱，根據(jù)該反射光不能分析出目標(biāo)衛(wèi)星的相關(guān)信息，進(jìn)而探測不到目標(biāo)衛(wèi)星。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種衛(wèi)星的探測方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)主動地有效地探測衛(wèi)星的相關(guān)信息。一種衛(wèi)星的探測方法，包括采用光發(fā)射裝置向宇宙空間發(fā)射非可見光波段的光信號，收集從宇宙空間中返回的所述非可見光波段的光信號的反射光信號；通過濾光裝置對所述反射光信號進(jìn)行過濾，濾除掉所述反射光信號中包含的宇宙空間的背景雜光，獲取宇宙空間中的衛(wèi)星返回的反射光信號；對所述衛(wèi)星返回的反射光信號進(jìn)行信號分析處理，獲取所述衛(wèi)星的信息。一種衛(wèi)星的探測系統(tǒng)，包括光信號發(fā)送裝置，用于采用光發(fā)射裝置向宇宙空間發(fā)射非可見光波段的光信號；反射光信號收集裝置，用于收集從宇宙空間中返回的所述非可見光波段的光信號的反射光信號；濾光裝置，用于對所述反射光信號進(jìn)行過濾，濾除掉所述反射光信號中包含的宇宙空間的背景雜光，獲取宇宙空間中的衛(wèi)星返回的反射光信號；
光信號分析裝置，用于對所述衛(wèi)星返回的反射光信號進(jìn)行信號分析處理，獲取所述衛(wèi)星的信息。由上述本發(fā)明的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例利用非可見光波段的光信號對實(shí)現(xiàn)了可見光隱身的衛(wèi)星進(jìn)行探測，只要存在目標(biāo)衛(wèi)星就可以由其反射回波特性輕易地獲得目標(biāo)衛(wèi)星的相關(guān)信息，避免了被動探測的衛(wèi)星信號過弱的缺點(diǎn)，具有較高的分辨率和測距精度。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種對衛(wèi)星進(jìn)行主動探測的方法的原理示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種對衛(wèi)星進(jìn)行主動探測的方法的處理流程圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種對衛(wèi)星進(jìn)行主動探測的系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。為便于對本發(fā)明實(shí)施例的理解，下面將結(jié)合附圖以幾個具體實(shí)施例為例做進(jìn)一步的解釋說明，且各個實(shí)施例并不構(gòu)成對本發(fā)明實(shí)施例的限定。實(shí)施例一該實(shí)施例提供的一種對衛(wèi)星進(jìn)行主動探測的方法的原理示意圖如圖1所示，該方法的處理流程如圖2所示，包括如下的處理步驟步驟21、采用光發(fā)射裝置向宇宙空間發(fā)射非可見光波段的光信號，收集從宇宙空間中返回的所述非可見光波段的光信號的反射光信號。采用了光學(xué)隱身技術(shù)的衛(wèi)星大大降低了衛(wèi)星對可見光的反射，在可見光波段的反射特性很小，但是在非可見光波段的反射特性比較大，并且與宇宙背景有著較大的差別，上述可見光的波段范圍是0. 4 0. 7 μ m。本發(fā)明實(shí)施例采用光發(fā)射裝置向宇宙空間發(fā)射非可見光波段的光信號，當(dāng)該光信號照射到宇宙空間中的衛(wèi)星后，由于衛(wèi)星(包括采用了光學(xué)隱身技術(shù)的衛(wèi)星或者沒有采用光學(xué)隱身技術(shù)的衛(wèi)星)在非可見光波段的反射特性都比較大，上述衛(wèi)星將返回強(qiáng)度比較大的上述非可見光波段的光信號的反射光信號。通過反射光收集裝置收集從宇宙空間中返回的所述非可見光波段的光信號的反射光信號。上述非可見光波段的光信號可以為1064nm的激光，該激光可以通過激光器來發(fā)射。上述1064nm的激光波長比微波要短，因此具有更高的分辨率和測距精度。當(dāng)上述非可見光波段的光信號為1064nm的激光時，上述反射光收集裝置可以為魚眼透鏡光學(xué)系統(tǒng)，該魚眼透鏡光學(xué)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)接受大視場范圍內(nèi)的反射回波。步驟22、通過濾光裝置對所述反射光信號進(jìn)行過濾，濾除掉所述反射光信號中包含的宇宙空間的背景雜光，獲取宇宙空間中的衛(wèi)星返回的反射光信號。衛(wèi)星在非可見光波段的反射特性和宇宙空間背景有著較大的差別的特性，衛(wèi)星會對非可見光波段的光產(chǎn)生反射現(xiàn)象，但是宇宙背景不會產(chǎn)生這種反射現(xiàn)象，當(dāng)非可見光通過宇宙背景時，光按傳播規(guī)律在宇宙中傳播，不會產(chǎn)生反射光的現(xiàn)象。如果探測區(qū)域中沒有隱身衛(wèi)星的話，探測器是不會接受到回波反射信號的。因此，上述反射光信號中主要包括上述衛(wèi)星返回的上述非可見光波段的光信號的反射光信號，另外還包含一些宇宙空間中本身存在的背景雜光。利用上述宇宙空間中本身存在的背景雜光的波段等特性，通過濾光裝置對上述反射光信號進(jìn)行過濾，濾除掉宇宙空間中本身存在的背景雜光，得到從上述衛(wèi)星返回的上述非可見光波段的光信號的反射光信號。上述濾光裝置可以為帶通濾光片，使得1064nm附近波段的激光可以通過，濾除了宇宙空間中的背景雜光。步驟23、通過基于CCD (Charge-coupled Device,電荷耦合元件)的光信號分析裝置對上述過濾后的反射光信號進(jìn)行處理，獲取上述衛(wèi)星的二維圖像等相關(guān)信息。上述光信號分析裝置的處理過程主要包括通過CXD攝像頭圖像傳感器對上述過濾后的反射光信號進(jìn)行感應(yīng)獲取光強(qiáng)度信號，將該該光強(qiáng)度信號轉(zhuǎn)換為模擬的電信號。然后，通過模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將上述模擬的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號通過數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)接嬎銠C(jī)中。所述數(shù)據(jù)接口可以使用并行接口，USB(UniverSal Serial BUS，通用串行總線)總線接口或者PCI (Peripheral Component hterconnect，外設(shè)組件互連標(biāo)準(zhǔn))總線接口。上述計算機(jī)接收到上述數(shù)字信號后，可以通過存儲裝置將上述數(shù)字信號進(jìn)行存儲。上述計算機(jī)可以通過圖像顯示裝置將上述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為二維圖像的像素數(shù)據(jù)，根據(jù)該像素數(shù)據(jù)顯示上述衛(wèi)星的二維圖像。上述計算機(jī)還可以通過獲得的二維圖像，利用軟件的混合編程獲得上述衛(wèi)星的三維圖像。實(shí)施例二該實(shí)施例提供了一種衛(wèi)星的探測系統(tǒng)，其具體結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括如下的單元光信號發(fā)送裝置31，用于采用光發(fā)射裝置向宇宙空間發(fā)射非可見光波段的光信號，所述的非可見光波段的光信號包括1064nm波段的激光。反射光信號收集裝置32，用于收集從宇宙空間中返回的所述非可見光波段的光信號的反射光信號。當(dāng)上述非可見光波段的光信號為1064nm的激光時，上述反射光收集裝置可以為魚眼透鏡光學(xué)系統(tǒng)，該魚眼透鏡光學(xué)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)接受大視場范圍內(nèi)的反射回波。濾光裝置33，用于對所述反射光信號進(jìn)行過濾，濾除掉所述反射光信號中包含的宇宙空間的背景雜光，獲取宇宙空間中的衛(wèi)星返回的反射光信號。上述濾光裝置可以為帶通濾光片，使得1064nm附近波段的激光可以通過，濾除了宇宙空間中的背景雜光。光信號分析裝置34，用于對所述衛(wèi)星返回的反射光信號進(jìn)行信號分析處理，獲取所述衛(wèi)星的信息。具體而言，所述的濾光裝置33可以包括
分析模塊331，根據(jù)衛(wèi)星對非可見光的反射特性和宇宙空間背景對非可見光的透過性之間的差別，確定所述反射光信號中包括從所述衛(wèi)星返回的所述非可見光波段的光信號的反射光信號和宇宙空間中的背景雜光；過濾模塊332，用于根據(jù)所述宇宙空間中的背景雜光的波段特性，通過濾光裝置對所述反射光信號進(jìn)行過濾，濾除掉所述宇宙空間中的背景雜光，得到從所述衛(wèi)星返回的上述非可見光波段的光信號的反射光信號。具體而言，所述的，所述的光信號分析裝置34可以包括C⑶攝像頭圖像傳感器341，用于對所述衛(wèi)星返回的反射光信號進(jìn)行感應(yīng)獲取所述衛(wèi)星的光強(qiáng)度信號，并將該光強(qiáng)度信號轉(zhuǎn)化為模擬電信號。模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器342，用于接收所述CCD攝像頭圖像傳感器傳輸過來的模擬的電信號，將所述模擬的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號通過數(shù)據(jù)接口傳輸給計算機(jī)；計算機(jī)343，用于通過信號分析系統(tǒng)對所述模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器傳輸過來的數(shù)字信號進(jìn)行處理，將所述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為二維圖像的像素數(shù)據(jù)，根據(jù)該像素數(shù)據(jù)顯示所述衛(wèi)星的二維圖像，并所述衛(wèi)星的二維圖像進(jìn)行存儲。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機(jī)程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory, ROM)或隨機(jī)存儲記憶體(Random Access Memory, RAM)等。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例利用非可見光波段的光信號對實(shí)現(xiàn)了可見光隱身的衛(wèi)星進(jìn)行探測，只要存在目標(biāo)衛(wèi)星就可以由其反射回波特性輕易地獲得目標(biāo)衛(wèi)星的相關(guān)信息， 避免了被動探測的衛(wèi)星信號過弱的缺點(diǎn)，具有較高的分辨率和測距精度。本發(fā)明實(shí)施例通過基于CCD的光信號分析裝置對衛(wèi)星的反射光信號進(jìn)行分析處理，可以獲得衛(wèi)星的二維圖像等信息。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種衛(wèi)星的探測方法，其特征在于，包括采用光發(fā)射裝置向宇宙空間發(fā)射非可見光波段的光信號，收集從宇宙空間中返回的所述非可見光波段的光信號的反射光信號；通過濾光裝置對所述反射光信號進(jìn)行過濾，濾除掉所述反射光信號中包含的宇宙空間的背景雜光，獲取宇宙空間中的衛(wèi)星返回的反射光信號；對所述衛(wèi)星返回的反射光信號進(jìn)行信號分析處理，獲取所述衛(wèi)星的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星的探測方法，其特征在于，所述的通過濾光裝置對所述反射光信號進(jìn)行過濾，濾除掉所述反射光信號中包含的宇宙空間的背景雜光，獲取宇宙空間中的衛(wèi)星返回的反射光信號，包括根據(jù)衛(wèi)星對非可見光的反射特性和宇宙空間背景對非可見光的透過性之間的差別，確定所述反射光信號中包括從所述衛(wèi)星返回的所述非可見光波段的光信號的反射光信號和宇宙空間中的背景雜光；根據(jù)所述宇宙空間中的背景雜光的波段特性，通過濾光裝置對所述反射光信號進(jìn)行過濾，濾除掉所述宇宙空間中的背景雜光，得到從所述衛(wèi)星返回的上述非可見光波段的光信號的反射光信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的衛(wèi)星的探測方法，其特征在于，所述的對所述衛(wèi)星返回的反射光信號進(jìn)行信號分析處理，獲取所述衛(wèi)星的信息，包括通過電荷耦合元件CCD攝像頭圖像傳感器對所述衛(wèi)星返回的反射光信號進(jìn)行感應(yīng)獲取所述衛(wèi)星的光強(qiáng)度信號，并將該光強(qiáng)度信號轉(zhuǎn)化為模擬電信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的衛(wèi)星的探測方法，其特征在于，所述的對所述衛(wèi)星返回的反射光信號進(jìn)行信號分析處理，獲取所述衛(wèi)星的信息，還包括通過模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將所述模擬的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號通過數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)接嬎銠C(jī)中；所述計算機(jī)接收到所述數(shù)字信號后，通過信號分析系統(tǒng)對所述數(shù)字信號進(jìn)行處理，將所述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為二維圖像的像素數(shù)據(jù)，根據(jù)該像素數(shù)據(jù)顯示所述衛(wèi)星的二維圖像，并對所述衛(wèi)星的二維圖像進(jìn)行存儲。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星的探測方法，其特征在于，所述的非可見光波段的光信號包括1064nm波段的激光。
6.一種衛(wèi)星的探測系統(tǒng)，其特征在于，包括光信號發(fā)送裝置，用于采用光發(fā)射裝置向宇宙空間發(fā)射非可見光波段的光信號；反射光信號收集裝置，用于收集從宇宙空間中返回的所述非可見光波段的光信號的反射光信號；濾光裝置，用于對所述反射光信號進(jìn)行過濾，濾除掉所述反射光信號中包含的宇宙空間的背景雜光，獲取宇宙空間中的衛(wèi)星返回的反射光信號；光信號分析裝置，用于對所述衛(wèi)星返回的反射光信號進(jìn)行信號分析處理，獲取所述衛(wèi)星的信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的衛(wèi)星的探測系統(tǒng)，其特征在于，所述的濾光裝置包括分析模塊，根據(jù)衛(wèi)星對非可見光的反射特性和宇宙空間背景對非可見光的透過性之間的差別，確定所述反射光信號中包括從所述衛(wèi)星返回的所述非可見光波段的光信號的反射光信號和宇宙空間中的背景雜光；過濾模塊，用于根據(jù)所述宇宙空間中的背景雜光的波段特性，通過濾光裝置對所述反射光信號進(jìn)行過濾，濾除掉所述宇宙空間中的背景雜光，得到從所述衛(wèi)星返回的上述非可見光波段的光信號的反射光信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的衛(wèi)星的探測系統(tǒng)，其特征在于，所述的光信號分析裝置包括電荷耦合元件CCD攝像頭圖像傳感器，用于對所述衛(wèi)星返回的反射光信號進(jìn)行感應(yīng)獲取所述衛(wèi)星的光強(qiáng)度信號，并將該光強(qiáng)度信號轉(zhuǎn)化為模擬電信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的衛(wèi)星的探測系統(tǒng)，其特征在于，所述的光信號分析裝置還包括模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器，用于接收所述CCD攝像頭圖像傳感器傳輸過來的模擬的電信號，將所述模擬的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號通過數(shù)據(jù)接口傳輸給計算機(jī)；計算機(jī)，用于通過信號分析系統(tǒng)對所述模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器傳輸過來的數(shù)字信號進(jìn)行處理，將所述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為二維圖像的像素數(shù)據(jù)，根據(jù)該像素數(shù)據(jù)顯示所述衛(wèi)星的二維圖像，并對所述衛(wèi)星的二維圖像進(jìn)行存儲。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種衛(wèi)星的探測方法和裝置。該方法主要包括采用光發(fā)射裝置向宇宙空間發(fā)射非可見光波段的光信號，收集從宇宙空間中返回的所述非可見光波段的光信號的反射光信號；通過濾光裝置對所述反射光信號進(jìn)行過濾，濾除掉所述反射光信號中包含的宇宙空間的背景雜光，獲取宇宙空間中的衛(wèi)星返回的反射光信號；對所述衛(wèi)星返回的反射光信號進(jìn)行信號分析處理，獲取所述衛(wèi)星的信息。本發(fā)明實(shí)施例利用非可見光波段的光信號對實(shí)現(xiàn)了可見光隱身的衛(wèi)星進(jìn)行探測，避免了被動探測的衛(wèi)星信號過弱的缺點(diǎn)，具有較高的分辨率和測距精度。
文檔編號G01V8/12GK102213774SQ20111009101
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者和婷, 牛燕雄 申請人:北京航空航天大學(xué)