OMDX FITS 数据格式标准 #

本文档定义了 Open Meteor Data Exchange (OMDX) 在 FITS (Flexible Image Transport System) 文件中的存储规范。

文件结构概览 #

OMDX FITS 文件由一个主扩展（Primary HDU）和若干后续扩展组成。这种结构可以在一个文件中同时存储mask和signal帧、原始视频序列、逐帧时间数据以及恒星表格数据等。

与Python class类似，contents中的标记决定了必须有的各个字段，而不需要的字段在FITS中不作保存。例如，没有测光结果（photometry）时，最后一个HDU的star_mag和star_flux列均不存在。

Primary HDU： 主扩展 #

Header 关键字 #

主头文件存储全局元数据。以下关键字是必须或建议包含的：

Image Data：合成位图 #

为了节省空间，主 HDU 的 Data 部分不存储视频流，而是存储一张 uint8 格式的二维图像，用于指示遮罩和流星区域。数据通过位运算编码：

• Bit 6 (Value 64): 遮罩层 (Mask)。如果该像素是遮罩区域，则置位。
• Bit 7 (Value 128): 信号层 (Signal)。如果该像素属于流星区域，则置位。

解析示例：

• 像素值 0: 背景。
• 像素值 64: 被遮挡区域。
• 像素值 128: 流星信号。
• 像素值 192 (64+128): 遮罩区域内的信号（理论上不应发生，但格式支持）。

Image Sequence HDUs：视频序列 #

每一帧视频数据被存储为一个独立的 ImageHDU。

• 命名规则: EXTNAME = M_FRAME_{DDDDD} (例如 M_FRAME_00000, M_FRAME_00123)。
• Data: 图像矩阵 (Height, Width)。如果是 RGB，则多一个维度color存储各通道亮度。

header：逐帧时间数据与流星坐标 #

OMDX 的一个设计特色是将流星的瞬时位置存储在对应帧的 Header 中，而非单独的表格。这使得播放器在读取某一帧图像时，能立即获取该帧上的所有流星位置。

时间关键字 #

流星对象关键字 #

如果该帧检测到了流星（或卫星），使用十六进制索引 {ID} (如 00, 01, 0A) 来区分不同目标，最多支持256个目标：

• M_O_PX{ID} / M_O_PY{ID}: 目标的像素坐标 (X, Y)。
• M_O_EX{ID} / M_O_EY{ID} / M_O_EZ{ID}: 目标的 ECI J2000 空间坐标 (X, Y, Z)。
• M_O_FX{ID}: 测光流量 (Flux)。
• M_O_MG{ID}: 视星等 (Magnitude)。

示例 Header 片段 #

M_FTIME = 0.040        / Frame time offset
M_EXPOS = 0.033        / Exposure time
M_O_PX00 = 1234.5      / Object 00 Pixel X
M_O_PY00 = 567.8       / Object 00 Pixel Y
M_O_MG00 = -1.5        / Object 00 Magnitude

Image Data：图像原始信息 #

每个Image HDU的Data部分是视频的单帧画面。

BinTable HDU: 星表与模型 #

该扩展名为 M_STAR，是一个二进制表格（Binary Table）。

Header：模型参数 #

相机校准和测光模型的参数作为 Header 关键字存储。为了兼容 FITS 关键字长度限制，Python 中的字典 Key 会被截断为 4 个字符并大写。

• M_C_{KEY}: 校准模型参数 (Calibration)。例如 Python 中的 r00 变为 M_C_R00。
• M_P_{KEY}: 测光模型参数 (Photometry)。
• M_CRSLT: 校准结果描述字符串。
• M_CRES / M_PRES: 校准残差 / 测光残差。

Table Data：参考恒星 #

表格包含用于定标的恒星列表，列定义如下：