[发明专利]APS太阳敏感器的信息处理方法

摘要

APS太阳敏感器的信息处理方法，包括捕获与跟踪两种计算模式，首先将图像输入至内存，提取初始质心，再进行太阳质心与孔号的对应计算，然后进行姿态捕获计算，对姿态角进行正确性验证后，系统转入跟踪模式，载入图像及捕获模式的数据后，根据地面遥控参数的输入，调节参与计算的窗口数目，在窗口内进行太阳质心计算，利用质心计算结果进行姿态角计算，再进行姿态角大小判断，若是大姿态角，还需要进行大角度补偿，最后太阳敏感器输出补偿后的姿态角度。本发明具有强鲁棒性的姿态捕获能力，当部分太阳像斑移出靶面仍能成功捕获，能够在大角度下进行姿态角补偿，并能进行计算量调节，提高了大角度下的姿态角计算精度，同时提高了敏感器的数据刷新率。

主权项

1.APS太阳敏感器的信息处理方法，其特征在于步骤如下：(1)捕获模式图像输入：将APS太阳敏感器获得的太阳图像G(X，Y)输入至计算机内存；(2)捕获模式初始质心提取：对步骤(1)输入的整幅太阳图像进行太阳像斑确定，并输出质心数组SC，记质心数组中左上、右上、左下、右下四个角点分别为SJ1，SJ2，SJ3，SJ4；(3)捕获模式孔号与太阳质心对应计算：计算步骤(2)中四个角点与靶面中心O(0，0)的距离JOj，APS透光孔四个角点按照左上、右上、左下、右下记为K1，K2，K3，K4，最小值的JOj相应的角点SJj则对应Kj，根据此对应按位置递推得到所有太阳质心与孔号的对应关系，其中j∈[1，2，3，4]；(4)姿态捕获计算：根据来自于地面标定的孔号零点位置(xi0，yi0)，以及步骤(3)得到的所有太阳质心与孔号对应关系，进行姿态捕获计算；(5)捕获模式姿态正确性验证：对步骤(4)计算得到的每个太阳质心的姿态角i，θi进行一致性判断，一致则认为姿态角计算正确，下一次信息计算由捕获模式变为跟踪模式，记录质心位置及质心孔号对应关系，计算输出姿态角平均值；不一致则返回步骤(1)；(6)跟踪模式数据输入：读入新一幅APS太阳敏感器图像，以及捕获模式下的太阳质心数组与孔号对应关系；(7)跟踪模式计算窗口选择：根据地面遥控参数的输入，调节参与计算的窗口数目，地面调节参数分档设计，不同档对应不同的窗口数目；(8)跟踪模式窗口内太阳质心计算：以步骤(6)读入的(SCxi，SCyi)数据为中心，在尺寸为W的窗口内进行质心运算，得到此幅图像的质心数组；(9)跟踪模式姿态计算：利用步骤(8)的质心计算结果进行姿态角计算；(10)跟踪模式姿态角大小判断：利用步骤(9)的姿态角计算结果，求解APS太阳敏感器靶面法线与太阳矢量的夹角：当＜Ty时，Ty为大姿态角度阈值，输出步骤(9)的姿态角计算结果，结束本次跟踪计算，即：APS太阳敏感器最后输出的姿态角度为：$\theta =\bar{\theta },$ 否则转入步骤(11)，对姿态角进行大角度补偿；(11)跟踪模式大角度补偿：在地面通过标定完成补偿角Δ，Δθ计算，APS太阳敏感器最后输出的姿态角度为：$\theta =\bar{\theta }+\mathrm{\Delta \theta }$