[发明专利]大视场星敏感器光学系统畸变自动标定方法

说明书

本发明涉及一种大视场星敏感器光学系统畸变自动标定方法，包括：设定星敏感器的成像分辨率，像元角分辨率、主点、分区步长初值、最大畸变和各分区内定标点个数；以S(1)为分区步长，计算中心区域内定标点的二维转台编码器角度信息，计算该级分区内所有畸变标定点的最大畸变；当D_max(1)≤D₀时，设第N级分区的步长细分份数；计算第N级分区步长，计算各分区内二维转台的角度信息，计算该级分区内最大畸变，以及计算已定标区域的边长；当D_max(N)≤D₀时，输出该级分区内各区域畸变修正系数；当S_tot≥M时，星敏感器光学系统畸变标定过程结束。本发明能够保证大视场星敏感器光学系统畸变标定的整体精度，同时避免了分区步长选择不合理造成的重复定标工作量。

技术领域

本发明涉及一种大视场星敏感器光学系统畸变自动标定方法。

背景技术

随着天文导航技术的发展，大视场星敏感器成为星敏感器研究中重要发展方向。众所周知，大视场星敏感器光学系统畸变较大，光学畸变的定标效果直接影响星敏感器姿态测量的精度，随着大视场光学测量系统应用领域的不断扩展，对相对光学畸变的要求甚至低于0.01％。光学畸变标定主要包括基于整幅图像的畸变标定和分区畸变标定，其中分区畸变标定能够统一标定各区域内的焦距误差、主点误差、像面旋转、倾斜误差以及光学畸变等参数，是一种有效的畸变标定方法。

目前星敏感器分区光学畸变标定一般是将星敏感器成像区域按预设分区数量，以星敏感器主点为中心区域的中心，以固定间隔将成像区域均匀分成多个区域，通过拟合各分区内的定标点数据，实现分区畸变标定。通常情况下均匀分区存在如下问题：1.离主点越远的区域畸变越大，均匀分区无法保证畸变标定的整体精度；2.分区数量越多，畸变定标精度越高，对于对畸变标定精度较高的应用，虽然可以采用更多的分区提高畸变定标精度，分区数量不足时需重新采集畸变标定数据，造成大量的重复工作。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种大视场星敏感器光学系统畸变自动标定方法。

本发明提供一种大视场星敏感器光学系统畸变自动标定方法，该方法包括如下步骤：a.设定星敏感器的成像分辨率M×M，像元角分辨率θ″、主点(X₀,Y₀)、分区步长初值S(1)、最大畸变D₀角秒和各分区内定标点个数Xn×Xn，Xn为奇数；b.以S(1)为分区步长，以星敏感器主点(X₀,Y₀)为中心，计算中心区域内定标点的二维转台编码器角度信息，拟合星敏感器畸变修正系数，并计算该级分区内所有畸变标定点的最大畸变D_max(1)；c.当满足D_max(1)≤D₀时，设第N级分区的步长细分份数，其中N≥2；d.计算第N级分区步长，计算各分区内二维转台的角度信息，采集平行光管星点图像并提取不同角度对应的星点坐标，拟合各区域畸变修正参数，计算该级分区内最大畸变D_max(N)，以及计算已定标区域的边长S_tot；e.当满足D_max(N)≤D₀时，输出该级分区内各区域畸变修正系数；f.当满足S_tot≥M时，则现有定标区域边缘接近星敏感器成像区域边界，星敏感器光学系统畸变标定过程结束。

其中，所述的步骤c还包括：

当不满足D_max(1)≤D₀时，缩小分区步长，以S(N)为新分区步长重新划分中心区域，然后转入步骤b。

所述的步骤e还包括：

当不满足D_max(N)≤D₀时，返回步骤d。

所述的步骤f还包括：

当不满足S_tot≥M时，N＝N+1，而后返回步骤d。

所述的步骤b具体包括：