[发明专利]一种剔除星表中密集星场的方法

说明书

技术领域

本发明属于恒星识别技术领域，适用于构造恒星敏感器导航星表。

背景技术

恒星敏感器是一种目前广泛应用的航天产品，是以恒星为观测对象的光学姿态敏感器，主要用于卫星、飞船等航天器在轨飞行时的姿态测量任务。

当前通常意义上的星敏感器属于星图仪方式的星敏感器。它首先需要拍摄获取某一区域内恒星，然后将其与内存星表中的恒星进行比对，利用恒星识别技术来确认所观测恒星的“身份”，最终完成姿态测量任务。

内存星表中所记录的恒星称为导航星，内存星表也称为导航星表或者任务星表。导航星表中记载了恒星的位置、亮度等重要信息，是恒星识别的根本依据。因此，建立导航星表是研究恒星识别算法的重要前提。导航星表来源于天文星表，是在天文星表中去除了与恒星敏感器工作不相关的部分内容之后得到的。导航星表中的数据全部来自天文星表，是天文星表的一个子表。

恒星在天球上的分布是高度不均匀的，某些区域内恒星相当稀少，而另外一些区域恒星又非常稠密。恒星敏感器的研究实践证明：如果某一区域内的导航星数量过多，恒星敏感器对该区域进行恒星识别时，不但发生误识别的几率会显著增加，而且会增加处理时间。特别是当两颗导航星非常接近时，星敏感器发生误识别的概率特别高。因此对于某些恒星过于稠密天区，应适当从中删去一些恒星，这就是所谓的剔除密集星场。此外，剔除密集星场还可以降低导航星总数，减小对存储容量的需求。

同时，若某一天区中导航星过于稀少，低于星敏感器进行恒星识别所需的最少星数时，星敏感器也不能正常工作。因此，在完成密集星场剔除的同时，还需防止出现导航星密度过低的情况。

文献1(LinTAo，Zhou J L，Zhang J P，Qian G H.A General methodof the automatical selection.of guide star.Signal.ProcessingProceedings，1998。ICSP’98，1998，2)中提出了采用“正交网格法”去除冗余导航星，其简要原理是：将整个天球表面均匀划分为若干个面积相等互不重叠的区域，逐一检查这些区域，如果一个区域中存在一颗以上的恒星，则仅将其中最亮的一颗保存入导航星表，而舍弃其余恒星。

“正交网格法”具有方法简单的优点，其主要不足在于：一，不利于解决导航星均匀性问题，极区附近导航星密度与赤道附近导航星密度存在明显差别。二，不能完全避免将两颗非常接近的恒星都选作导航星情况。

文献2(李立宏，林涛，宁永臣等.一种改进的全天自主三角形星图识别算法.光学技术.2000年7月刊)中提出了采用“星等加权法”组织导航星库，其简要原理是：以候选导航星为中心，以某一半径在天球上取一个圆。半径的确定原则是恒星越亮半径越大，恒星越暗半径越小。如果在这个圆中不存在其他导航星，则将该候选导航星表添加入导航星表中。

“星等加权法”克服了“正交网格法”的不足，完全消除了将两颗相距很近的恒星都入选导航星表的可能。“星等加权法”的主要不足在于：一，若某一恒星附近存在其他恒星，则这两颗恒星均不能作为导航星，其后果是可能使某些天区中导航星过于稀少，从而影响星敏感器恒星识别概率。二，在星敏感器需探测的暗星较多时，大多数恒星所涉及的圆半径都是不同的，因此在遴选后的导航星表仍然可能出现某些区域恒星稠密，而某些区域中恒星比较稀少的问题。三，在筛选中不可避免会出现先被选为候选导航星的恒星被删除，而后被选作候选导航星的恒星被保留下来的情况，即导航星筛选结果与选星顺序有关。通常不同天文星表的恒星排序是不同的，因此用“星等加权法”对于不同的天文星表进行处理，会得到截然不同的导航星表；或者用不同的选星顺序处理同一天文星表，也可能得到不同的导航星表，显然这样的处理结果不够合理。

发明内容

本发明解决的技术问题：克服现有技术的不足，提供一种剔除星表中密集星场的方法，克服了以往正交网格法的缺点，完全消除了将两颗相距较近的恒星都选作导航星的问题，有利于提高导航星在全天球分布的均匀性。同时消除了“星等加权法”导致某些天区中恒星过于稀少的可能性，有利于提高星敏感器的恒星识别概率，同时避免了选星顺序不同，导航星表也不同的缺陷。

本发明所采用的技术解决方案：一种剔除星表中密集星场的方法，其特征在于包括下列步骤：

(1)从总星数为t的天文星表中选取所有星等值低于M_T的n颗恒星组成预选星表，其中M_T为目标恒星敏感器的探测灵敏度；