直接初始轨道确定

初始轨道确定（IOD）是处理链中的重要早期步骤，用于理解并调和针对某一在轨空间物体的多次光学观测。IOD 方法通常作用于从该物体图像中提取的视线（LOS）矢量，因此 LOS 矢量可视为原始光学测量的离散点采样。通常，IOD 方法所使用的 LOS 矢量数量远小于可用测量值（即像素强度值集合），因此当前的 IOD 方法可以说未充分利用数据中存在的丰富信息。本文提出一种称为 D-IOD 的“直接”IOD 方法，该方法直接在观测到的条带图像上拟合轨道参数，无需 LOS 提取。由于不使用 LOS 矢量，D-IOD 避免了因不完美的 LOS 提取步骤导致的潜在不准确或误差。两项创新支撑了我们新颖的轨道拟合范式：首先，我们引入一种新颖的非线性最小二乘目标函数，计算候选轨道生成的条带图像与观测条带图像之间的损失。其次，该目标函数通过嵌入我们所提出的针对条带图像的优化策略中的梯度下降方法进行最小化。我们在多种模拟场景与具有挑战性的真实条带图像上展示了 D-IOD 的有效性。