[发明专利]一种星敏感器全天球快速星图识别方法有效

专利信息
申请号: 201710793026.X 申请日: 2017-09-05
公开(公告)号: CN107816986B 公开(公告)日: 2020-05-19
发明(设计)人: 陆壮志;周鑫;万志江;王安迪;王伟 申请(专利权)人: 湖北航天技术研究院总体设计所
主分类号: G01C21/02 分类号: G01C21/02;G06K9/00
代理公司: 武汉智汇为专利代理事务所(普通合伙) 42235 代理人: 樊黎
地址: 430040 湖*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 敏感 天球 快速 星图 识别 方法
【权利要求书】:

1.一种星敏感器全天球快速星图识别方法,具体步骤包括:

步骤一、构建一种导航三角形的形状因子和三角形最长边的角距值的导航特征库;

步骤二、根据星敏感器视场内观测星的数量,择优选择其中的四颗观测星,并将四颗观测星两两之间的最长边作为公共边,组成两个目标观测三角形;

步骤三、计算两个目标观测三角形的形状因子和作为公共边的最长边的角距值,将其与导航特征库进行匹配,获得所有满足条件的导航三角形,作为后续待匹配的导航三角形;

步骤四、根据待匹配的导航三角形信息,生成一幅局部天区的参考星图,将参考星图与当前观测星图进行星点匹配,最终完成星图的全天自主快速识别任务。

2.根据权利要求1所述的星图识别方法,所述步骤一中构建的导航特征库里的特征量包括两个导航三角形的形状因子、导航三角形公共边的角距值、导航三角形公共边对应的两颗导航星的序号。

3.根据权利要求2所述的星图识别方法,所述导航三角形的形状因子是通过公式确定的,其中,dir为三角形的三条边按照降序方式进行排列后的方向标志,p为三角形周长的一半,a、b、c分别为三角形三条边的边长。

4.根据权利要求1所述的星图识别方法,所述步骤二中或在具体构建导航特征库的方法中,择优选择其中的四颗观测星或导航星,具体方法是:如果观测星或导航星个数小于等于恒星个数阈值Tn,当Tn大于等于N时,在最亮的N颗观测星或导航星中任选四颗,当观测星或导航星不足N颗星时,从所有观测星或导航星中任选四颗;否则,当观测星或导航星个数大于恒星个数阈值Tn时,阈值Tn为经验值,优先选择离星敏感器光轴中心最近的Tn颗观测星或导航星,再从这Tn颗中选择最亮的N颗观测星或导航星,再从中任选四颗。

5.根据权利要求1所述的星图识别方法,所述步骤三中,将两个目标观测三角形的形状因子和公共边的角距值与导航特征库中相应的值进行匹配,获得所有满足条件的待匹配的导航三角形,具体的匹配条件为:

其中,h为观测三角形形状因子,a为观测三角形公共边的角距值,hT为导航三角形形状因子,aT为导航三角形公共边的角距值,Th为三角形形状因子的阈值,Ta为三角形公共边的角距值的阈值;阈值Th、Ta的取值大小是根据星点位置噪声水平来确定的。

6.根据权利要求1所述的星图识别方法,所述步骤三中还包括:

计算出了两个目标观测三角形的形状因子和公共边的角距值后,对两个三角形的形状因子按照从小到大方式进行排序,先对最小的目标观测三角形形状因子采用数据分块存储快速查找方式快速搜索导航特征库中第一列的值,再依次从小到大地匹配至最大的目标观测三角形形状因子和公共边的角距值,从而获得所有满足条件的待匹配的导航三角形。

7.根据权利要求1所述的星图识别方法,步骤四后还包括:

步骤五、如果星点匹配成功,则表明成功完成全天星图识别任务;如果星点匹配不成功,则重复步骤四,直至星点匹配成功,成功完成全天星图识别任务;如果所有待匹配的导航三角形均被处理过,则重复步骤二,直至星点匹配成功;否则,视场内择优选择的观测星均被处理过,全天星图识别失败,则重新选择下一幅星图中的四颗星进行星图识别。

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