一種星敏感器快速星跟蹤匹配識(shí)別方法
【專利摘要】一種星敏感器快速星跟蹤匹配識(shí)別方法，涉及衛(wèi)星自主導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】，解決現(xiàn)有星敏感器跟蹤星的識(shí)別方法獲得的跟蹤匹配的恒星數(shù)目少，跟蹤方法的穩(wěn)定性差，并且該方法存在剛進(jìn)入視場(chǎng)的恒星引起的誤匹配的問(wèn)題，本發(fā)明為保證匹配的有效性的同時(shí)，進(jìn)一步增加被跟蹤匹配的恒星數(shù)量，從而提高星跟蹤算法的穩(wěn)定性，在匹配過(guò)程中，為使編程計(jì)算量更小，將匹配數(shù)量狀態(tài)標(biāo)識(shí)和邊緣狀態(tài)標(biāo)識(shí)數(shù)組進(jìn)行按位“與”計(jì)算，若結(jié)果為1，則認(rèn)為匹配成功。采用先排序后雙向遞推匹配的識(shí)別方法，不僅減少了無(wú)謂的比較，而且排除了由于新進(jìn)入視場(chǎng)的星引起的誤匹配，最重要的是大大提高了每一步被跟蹤匹配的恒星數(shù)目，進(jìn)而提高了跟蹤算法的穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】一種星敏感器快速星跟蹤匹配識(shí)別方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星自主導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種星敏感器快速星跟蹤匹配識(shí)別方法。
【背景技術(shù)】
[0002]星敏感器一般包含兩個(gè)工作模式:即初始姿態(tài)捕獲模式和跟蹤模式。在初始姿態(tài)捕獲模式，星敏感器通過(guò)全天球星圖識(shí)別建立初始姿態(tài)。一旦初始姿態(tài)建立成功，星敏感器即轉(zhuǎn)入跟蹤模式，可以利用前一幀或者前幾幀圖像獲得的姿態(tài)信息對(duì)當(dāng)前幀圖像中星的位置進(jìn)行預(yù)測(cè)和識(shí)別。在正常工作狀態(tài)下，星敏感器絕大部分時(shí)間均處于跟蹤模式，即跟蹤模式是星敏感器的主要工作模式，其跟蹤的快速性和穩(wěn)定性是星敏感器主要的性能指標(biāo)。星跟蹤過(guò)程中一個(gè)很重要的問(wèn)題就是:如何快速地根據(jù)前一時(shí)刻已經(jīng)識(shí)別到的星體信息跟蹤當(dāng)前視場(chǎng)中的星體。
[0003]目前國(guó)內(nèi)與星跟蹤匹配識(shí)別相關(guān)的發(fā)明專利名稱為《一種星跟蹤器快速匹配識(shí)別方法》，該方法在匹配識(shí)別前，先將參考星圖和觀測(cè)星圖中的星點(diǎn)按照X坐標(biāo)由小到大排序，然后再進(jìn)行匹配識(shí)別，雖然有效地減少了無(wú)謂的比較，但觀測(cè)星是否被成功識(shí)別的判定條件比較苛刻，即有且只有一顆觀測(cè)星位于參考星的鄰域內(nèi)時(shí)，認(rèn)為觀測(cè)星圖中這顆觀測(cè)星被成功識(shí)別，若參考星鄰域內(nèi)出現(xiàn)一顆以上觀測(cè)星時(shí)，認(rèn)為識(shí)別失??；同時(shí)，該方法未考慮由于剛進(jìn)入視場(chǎng)的恒星引起的誤匹配。在實(shí)際星跟蹤的過(guò)程中，參考星鄰域內(nèi)出現(xiàn)一顆以上觀測(cè)星的概率非常大，如圖1所示，若按先排序后匹配識(shí)別方法，星圖中只有五對(duì)星被成功識(shí)別(1-1'，2-3'，4-5'，5-6'，11-12')，其中1-1'星對(duì)是誤匹配(與I號(hào)參考星實(shí)際匹配的觀測(cè)星未進(jìn)入視場(chǎng)，在I號(hào)參考星鄰域內(nèi)有且僅有一顆剛進(jìn)入視場(chǎng)的1'號(hào)觀測(cè)星，此時(shí)將誤認(rèn)為I號(hào)參考星與P號(hào)觀測(cè)星匹配成功)，被跟蹤匹配的恒星數(shù)目較少，這將嚴(yán)重影響跟蹤算法的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決現(xiàn)有星敏感器跟蹤星的識(shí)別方法獲得的跟蹤匹配的恒星數(shù)目少，跟蹤方法的穩(wěn)定性差，并且該方法存在剛進(jìn)入視場(chǎng)的恒星引起的誤匹配的問(wèn)題，提供一種星敏感器快速星跟蹤匹配識(shí)別方法。
[0005]一種星敏感器快速星跟蹤匹配識(shí)別方法，該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0006]步驟一、視場(chǎng)邊緣區(qū)域確定；根據(jù)設(shè)定星敏感器的積分時(shí)間t0，像平面尺寸為NXN個(gè)像素，姿態(tài)運(yùn)動(dòng)角速度為ω° /s，獲得像平面旋轉(zhuǎn)角度Θ和視場(chǎng)邊緣距離d;所述θ和d用公式表不為:
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種星敏感器快速星跟蹤匹配識(shí)別方法，其特征是，該方法由以下步驟實(shí)現(xiàn): 步驟一、視場(chǎng)邊緣區(qū)域確定；根據(jù)設(shè)定星敏感器的積分時(shí)間h，像平面尺寸為NXN個(gè)像素，姿態(tài)運(yùn)動(dòng)角速度為ω° /s，獲得像平面旋轉(zhuǎn)角度Θ和視場(chǎng)邊緣距離d;所述Θ和d用公式表示為:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星敏感器快速星跟蹤匹配識(shí)別方法，其特征在于，以參考星序列中最后一顆成功匹配的參考星為基準(zhǔn)進(jìn)行逆序遞推匹配，并將成功能匹配的觀測(cè)星進(jìn)行鎖定；具體為:如果該觀測(cè)星出現(xiàn)在其它的參考星鄰域內(nèi)，則刪除所述觀測(cè)星，并將與所述觀測(cè)星對(duì)應(yīng)的參考星的匹配數(shù)量狀態(tài)標(biāo)識(shí)減I。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星敏感器快速星跟蹤匹配識(shí)別方法，其特征在于，步驟二一中，按升序排列是指:將星敏感器獲得的參考星圖和觀測(cè)星圖中的星點(diǎn)按照X坐標(biāo)軸升序排列，坐標(biāo)系以視場(chǎng)圖像的左下角為坐標(biāo)原點(diǎn)，X軸和Y軸分別平行于星圖的兩邊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星敏感器快速星跟蹤匹配識(shí)別方法，其特征在于，所述X軸坐標(biāo)差值dx和Y軸坐標(biāo)差值dy，用公式表示為:
dx = I x-x' I dy = I y-y' |。
【文檔編號(hào)】G01C21/02GK103900563SQ201410160875
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】李欣璐, 楊進(jìn)華, 張劉, 金光 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春理工大學(xué)