Ứng dụng máy học tính toán thông số quỹ đạo của vệ tinh nhân tạo qua ảnh chụp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

DƯƠNG TUẤN ANH

ỨNG DỤNG MÁY HỌC

TÍNH TOÁN THÔNG SỐ QUỸ ĐẠO

CỦA VỆ TINH NHÂN TẠO QUA ẢNH CHỤP

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGÀNH KHOA HỌC DỮ LIỆU ỨNG DỤNG

Bình Định - Năm 2022

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

DƯƠNG TUẤN ANH

ỨNG DỤNG MÁY HỌC

TÍNH TOÁN THÔNG SỐ QUỸ ĐẠO

CỦA VỆ TINH NHÂN TẠO QUA ẢNH CHỤP

Ngành: Khoa học dữ liệu ứng dụng

Mã số: 8904648

Người hướng dẫn : TS. Nguyễn Tấn Trung

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng

dẫn của Thầy giáo TS. Nguyễn Tấn Trung. Các số liệu, kết quả nêu trong luận

văn là hoàn toàn do học viên tự thu thập và chưa từng được ai công bố trong

bất kỳ công trình nào khác.

Bình Định, ngày 24 tháng 08 năm 2022

Dương Tuấn Anh

LỜI CẢM ƠN

Chân thành tri ân:

TS. Nguyễn Tấn Trung

Giảng viên cao cấp

Trường Đại học Quốc Tế Hồng Bàng

Người thầy đáng kính, đã dày công hướng dẫn và giúp đỡ học viên hoàn

thành luận văn này.

Đồng thời em xin chân thành cám ơn các Thầy Cô giáo khoa Toán &

Thống Kê, khoa Công Nghệ Thông Tin trường Đại Học Quy Nhơn, những

người đã tận tình chỉ dạy cho em trong suốt quá trình học tập tại trường.

Xin gửi lời cảm ơn đến những người bạn thân và bạn bè đã tạo điều kiện

cũng như giúp đỡ và động viên mình trong suốt quá trình thực hiện luận văn

này.

Em xin chân thành tri ân!

Học viên

Dương Tuấn Anh

MỤC LỤC

Chương 1 Nghiên cứu tổng quan .................................................................... 6

1.1. Vệ tinh nhân tạo .................................................................................. 6

1.2. Các thông số quỹ đạo của vệ tinh nhân tạo .......................................... 7

1.3. Thuật toán xác định quỹ đạo của vật thể .............................................. 9

1.4. Phương pháp quan sát vệ tinh ............................................................ 15

1.5. Chụp ảnh vệ tinh bằng kính quang học .............................................. 16

Chương 2 Xây dựng quy trình thu thập dữ liệu............................................. 19

2.1. Quy trình thu thập dữ liệu .................................................................. 19

2.1.1. Các yêu cầu về ảnh chụp vệ tinh: ............................................ 20

2.1.2. Tính toán vị trí vệ tinh ............................................................ 23

2.2. Xây dựng phần mềm thu thập dữ liệu ................................................ 26

2.2.1. Tính toán danh sách các vệ tinh theo yêu cầu đầu vào ............ 29

2.2.2. Lên kế hoạch chụp ảnh cho nhiều vệ tinh ................................ 30

2.2.3. Điều khiển toàn bộ tiến trình chụp ảnh vệ tinh ........................ 31

2.2.4. Dữ liệu thu thập được ............................................................. 32

Chương 3 Tính toán thông số quỹ đạo của vệ tinh ........................................ 35

3.1. Xây dựng thuật toán máy học xác định tọa độ thiên văn từ ảnh chụp . 35

3.1.1. Thuật toán xác định các sao trong ảnh chụp ............................ 36

3.1.2. Thuật toán xác định vệt kéo vệ tinh trong ảnh chụp ................ 38

3.1.3. Thuật toán máy học gán nhãn sao trong ảnh chụp ................... 40

3.1.4. Gán nhãn sao bằng tay trên ảnh chụp ...................................... 47

3.1.5. Tính toán tọa độ thiên văn của vệt kéo vệ tinh ........................ 50

3.2. Xác định quỹ đạo vệ tinh ................................................................... 51