[发明专利]卫星姿态的测量方法及装置

说明书

本发明提供了一种卫星姿态的测量方法及装置，涉及卫星姿态的技术领域，包括从图像中提取观测星，得到观测星的质心定位信息；基于质心定位信息在图像中识别三角形组合，并根据三角形组合构建总三角形组合；从总三角形组合中判别并筛出伪匹配三角形，生成最大匹配组，在最大匹配组中确定最优匹配组；基于最优匹配组计算姿态转换矩阵，确定卫星姿态。本发明实施例基于载荷探测器进行姿态确定，对硬件要求较低，性价比高，开发周期短，可重构，可实现探测器复用，具有很好的灵活性。

技术领域

本发明涉及卫星姿态技术领域，尤其是涉及一种卫星姿态的测量方法及装置。

背景技术

星敏感器是以恒星为测量对象的高精度姿态测量敏感器件，通过探测天球上不同位置的恒星得到对于天球惯性坐标系的指向。传统的硬件星敏感器作为星上一个专门的传感器，对成像能力以及平台的处理能力都具有较高的要求，且每颗卫星搭载自己专属的星敏感器，缺乏通用性，且具有造价昂贵，开发周期长等特点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种卫星姿态的测量方法及装置，以缓解现有技术中存在的传统的硬件星敏感器作为星上一个专门的传感器，对成像能力以及平台的处理能力都具有较高的要求，且每颗卫星搭载自己专属的星敏感器，缺乏通用性，且具有造价昂贵，开发周期长的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种卫星姿态的测量方法，其中，包括：

从图像中提取观测星，得到所述观测星的质心定位信息，所述质心定位信息包括所述观测星在图像中的坐标和灰度值；

基于所述质心定位信息在图像中识别三角形组合，并根据三角形组合构建总三角形组合；其中，所述三角形组合包括：观测星组合和导航星匹配组合；

从所述总三角形组合中判别并筛出伪匹配三角形，生成最大匹配组，在所述最大匹配组中确定最优匹配组；

基于所述最优匹配组计算姿态转换矩阵，确定卫星姿态。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述从图像中提取观测星，得到所述观测星的质心定位信息的步骤，包括：

对原始图像进行阈值分割和聚类，得到去除背景噪声的图像；

从所述去除背景噪声的图像中提取所述观测星，并采用基于阈值的质心定位算法对所述观测星的质心进行定位，得到质心定位信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述基于所述质心定位信息在图像中识别三角形组合的步骤，包括：

根据所述质心定位信息确定星等和视场中心，并按照所述星等和所述视场中心的指向确定导航星；

计算每两个所述导航星之间的导航星角距，并将所述导航星角距按照降序进行排列，得到导航星角距表；

根据所述灰度值对所述观测星做降序排列，并计算每两个所述观测星之间的观测星角距；

判断所述观测星角距在所述导航星角距表中是否满足预设误差范围；

若满足，则根据所述观测星角距确定与所述观测星角距相关联的观测星组合和导航星匹配组合，并将所述观测星组合和所述导航星匹配组合确定为三角形组合。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述根据三角形组合构建总三角形组合的步骤，包括：

判断每两个所述观测星组合之间是否存在相同观测星；

若存在，则将具有相同观测星的两个观测星组合合并为第一三角形组合，且将与相同观测星对应的导航星所在的两个导航星匹配组合合并为第二三角形组合；