一种基于梯度下降法的全天空成像仪的几何定标方法

本发明实施例公开了一种基于梯度下降法的全天空成像仪的几何定标方法.该方法包括:选取全天空图像中的目标星点，并确定目标星点在全天空图像坐标系下的星点位置坐标以及在极光观测站处全天空图像时刻目标星点的真实方位角和真实天顶角;基于真实方位角，全天空图像中的天顶位置和地理方位构建误差函数，并根据误差函数确定真实天顶位置和真实地理方位;根据星点位置坐标和真实天顶位置确定目标星点的成像半径，并根据真实天顶角和成像半径拟合得到全天空图像中成像半径与真实天顶角之间的关系.本发明实施例的技术方案，以实现不受地域局限快速准确对全天空成像仪进行几何定标，全天空成像仪几何定标更加灵活.

全天空成像仪简介

全天空成像仪主要的部件有：照相机、带有加热装置的半球镜面、镜面上方的遮光带以及下方的电子设备系统。该仪器可以在白天自动进行全天空云量的持续监测，其工作原理是：通过仪器上方的照相机垂直向下拍摄带有加热装置的半球镜面，得到当时天空所呈现的图像，并将拍摄得到的图像自动存储到计算机上进行云量计算和处理。

晴空条件下全天空成像仪云量计算方法的改进

全天空成像仪可以实现白天全天空云量的持续自动监测，时空分辨率较高，得到的云量计算结果更正确.本文介绍了基本原理，并基于太湖地区TSI仪器的观测资料及无锡站地面观测资料，无遮挡全天空成像仪价格，采用Photoshop及matlab等软件详细地分析了晴空条件下图像的成像特征及云量的计算误差.结果发现:TSI仪器容易高估太阳周边的云量，尤其在太阳高度角较小时，成像仪更容易误识别近地面区域的云量大小.这种现象来源于可见光对雾霾粒子的前向散射作用，使太阳周边的气溶胶粒子显得更白更亮，进而造成了误差，经统计:晴空时的云量计算误差在15%-20%.针对这种情况，文中采用Long提出的云量改进型方案，无遮挡全天空成像仪asi，在时间和空间上进行统计分析，建立一套减小太阳周边以及近地平区域云量误差的计算方案，无遮挡全天空成像仪，并将该方案应用于计算中.结果发现:使用该方案得到的云量计算结果更接近实际情况，经统计晴空及少云情况下的云量计算误差分别由17.388%和13.4%下降为6.478%和1.75%，有效地减小了晴空少云时的云量计算误差.

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