[发明专利]一种小视场星敏感器短波导航星识别方法

权利要求书

1.一种小视场星敏感器短波导航星识别方法，其特征在于，所述识别方法包括如下步骤：

S1、解算惯导信息，得到星敏感器的位置信息、姿态信息和UTC时间；

S2、根据天文时间系统计算方法，构建基于儒略日的时间系统并将UTC时间转为儒略日时间：

儒略日时间JDtime的计算公式为：

JDtime＝JD-0.5+hour/24+minute/1440+second/86400

式中：hour、minute、second分别为UTC时间的时、分、秒；

其中，儒略日JD的计算公式为：

JD＝day-32075+1461×(year+4800+(moon-14)/12)/4+367×((moon-2-(moon-14)/12)/12)-3×(((year+4900+(moon-14)/12)/100)/4)

式中：year、moon、day分别为公元历年、月、日；

S3、基于儒略日时间计算星敏感器当前时刻光轴方向对应的赤经赤纬，并据此筛选出可能出现在星敏感器中的导航星：

S3-1、计算星敏感器光轴方向的赤经、赤纬

星敏感器所在位置的赤纬Dec₀与当地纬度Lon相同，即

Dec₀＝Lon

赤经Ra₀的计算公式为

Ra₀＝Lat+280.46061837+360.98564736629*JDtime

式中：Lat为当地经度；

计算惯性系空间到当地地理坐标系的姿态转移矩阵C_iⁿ为：

解算当地导航坐标系到星敏感器坐标系的姿态转移矩阵C_n^s为：

式中：θ为星敏感器的俯仰角，γ为星敏感器的滚动角，ψ为星敏感器的航向角；

星敏感器光轴在惯性空间的矢量为：

式中：C_nⁱ为C_iⁿ的转置矩阵，C_sⁿ为C_n^s的转置矩阵；

根据下述公式解算星敏感器光轴方向的赤经Ra和赤纬Dec为：

Ra＝arctan(V_y/V_x)

Dec＝arcsin(V_z)

S3-2、筛选导航星

令被筛选的导航星的赤经、赤纬为(Ra₁,Dec₁)，根据下述公式计算该导航星与星敏感器光轴的夹角A：

A＝arccos(cosRa₁cosDec₁cosRacosDec

+sinRa₁cosDec₁sinRacosDec+sinDec₁sinDec)

若夹角A小于视场角的一半，则该导航星可能进入星敏感器的视场，根据下述公式计算该导航星在星敏感器视场中的位置(u,v)：

式中：(u₀,v₀)为星敏感器主点，f为星敏感器焦距；

S4、根据导航星在星敏感器视场中的位置，与真实星点位置对比，若满足阈值要求则完成导航星识别：

根据下述公式计算导航星在星敏感器视场中的位置(u,v)与从图像中提取出的真实星点位置(u_t,v_t)之间的偏移距离D：

若偏移距离D小于阈值Thrd，则选择星等最大的导航星作为导航星最终的识别结果，

其中：Thrd＝δ·f/PixelSize

式中：PixelSize为星敏感器像元尺寸。