[发明专利]深空探测转移段小行星成像模拟器

权利要求书

1.一种确定小行星导航敏感器星间角距的方法，其特征在于：它包括以下步骤，

1)星表选择；

2)星等转换；

3)静态成像分析；

4)背景分析；

5)运动成像分析；

6)小行星成像模拟。

2.如权利要求1所述的一种确定小行星导航敏感器星间角距的方法，其特征在于：所述的步骤1)是根据预先设定的轨道与探测星选择小行星星表以及恒星星表；在标称轨道上面选择导航弧段。

3.如权利要求1所述的一种确定小行星导航敏感器星间角距的方法，其特征在于：所述的步骤2)根据视星与仪器星的关系将步骤1)目标视星等转换为仪器星。

4.如权利要求1所述的一种确定小行星导航敏感器星间角距的方法，其特征在于：所述的步骤3)根据视场、轨道位置、坐标转换完成单星高斯模型的静态成像分析；

模拟过程中星敏感器姿态是已知的，其视轴在天体坐标系中的指向为赤经赤纬(αz，δz)，其X轴指向为赤经赤纬(αx，δx)，则从天球坐标系O-UVW到星敏感器坐标系O-XYZ的变换矩阵M为

uvw=Mxyz=a11a12a13a21a22a23a31a32a33xyz---(1)]]>

其中，a₁₁＝cosαxcosδx，a₁₂＝sinαxcosδx，a₁₃＝sinδx，a₃₁＝cosαzcosδz，a₃₂＝sinαzcosδz，a₃₃＝sinδz，

y=zxx=0-a33a32a330-a31-a32a310a11a12a13=a13a32-a12a33a11a33-a13a31a12a31-a11a32---(2)]]>

可得：

a₂₁＝sinαzcosδzsinδx-sinδzsinαxcosδx；

a₂₂＝sinδzcosαxcosδx-cosαzcosδzsinδx；

a₂₃＝sinαxcosδxcosαxcosδz-sinαzcosδzcosαxcosδx；

此时矩阵M可确定下来，对视场中出现的星点R，假定它的赤经赤纬为(αi，δi)，在惯性坐标系中可表示为ri＝(cosαxcosδx，sinαxcosδx，sinδx)T，由变换矩阵，则可知它在星敏感器中的坐标为rs＝MTri，

星点光斑能量分布可近似地由高斯点扩散函数来表示

I(x,y)=I02πσPSF2exp(-(x-x0)2+(y-y0)22σPSF2)---(3)]]>

把I₀换算成恒星产生的光电子数目的多少，对相应的像素坐标进行积分，则可得这个像素下光电子数目的多少即：

I(m,n)=∫m-1m∫n-1n∫0TI02πσPSF2.]]>

exp(-(x-x0)2+(y-y0)22σPSF2)dtdxdy---(4)]]>

5.如权利要求1所述的一种确定小行星导航敏感器星间角距的方法，其特征在于：所述的步骤5)根据平台抖动、平台运动以及曝光时间完成目标星的动态成像分析，

其中，星敏感器曝光积分的Euler参数可用一阶近似为：

θ·=ω(t)]]>Δθ＝ωΔt                     (5)

其中，θ表示欧拉主轴旋转角，ω积分时间内星敏感器的角速度，Δθ在步长时间Δt内转动角，公式(2)中的变换矩阵M可改写为如下递推公式：

M_k+1＝M_k·(E-Δθ^x)                          (6)

对曝光积分时间选择时间步长Δt，可得k时刻星点的坐标为(x0(k)，y0(k))，则此时相应相关像素下的收集的能量光电子数计算公式为：

Ik(m,n)=Ik-1(m,n)+∫m-1m∫n-1n∫0ΔtI02πσPSF2.]]>

exp(-(x-x0(k))2+(y-y0(k))22σPSF2)dtdxdy.]]>