一種星敏感器快速星跟蹤匹配識別方法
【專利摘要】一種星敏感器快速星跟蹤匹配識別方法，涉及衛(wèi)星自主導航【技術(shù)領(lǐng)域】，解決現(xiàn)有星敏感器跟蹤星的識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入視場的恒星引起的誤匹配的問題，本發(fā)明為保證匹配的有效性的同時，進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，在匹配過程中，為使編程計算量更小，將匹配數(shù)量狀態(tài)標識和邊緣狀態(tài)標識數(shù)組進行按位“與”計算，若結(jié)果為1，則認為匹配成功。采用先排序后雙向遞推匹配的識別方法，不僅減少了無謂的比較，而且排除了由于新進入視場的星引起的誤匹配，最重要的是大大提高了每一步被跟蹤匹配的恒星數(shù)目，進而提高了跟蹤算法的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種星敏感器快速星跟蹤匹配識別方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星自主導航【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種星敏感器快速星跟蹤匹配識別方法。
【背景技術(shù)】
[0002]星敏感器一般包含兩個工作模式: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，星敏感器通過全天球星圖識別建立初始姿態(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)信息對當前幀圖像中星的位置進行預測和識別。在正常工作狀態(tài)下，星敏感器絕大部分時間均處于跟蹤模式，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。星跟蹤過程中一個很重要的問題就是:如何快速地根據(jù)前一時刻已經(jīng)識別到的星體信息跟蹤當前視場中的星體。
[0003]目前國內(nèi)與星跟蹤匹配識別相關(guān)的發(fā)明專利名稱為《一種星跟蹤器快速匹配識別方法》，該方法在匹配識別前，先將參考星圖和觀測星圖中的星點按照X坐標由小到大排序，然后再進行匹配識別，雖然有效地減少了無謂的比較，但觀測星是否被成功識別的判定條件比較苛刻，即有且只有一顆觀測星位于參考星的鄰域內(nèi)時，認為觀測星圖中這顆觀測星被成功識別，若參考星鄰域內(nèi)出現(xiàn)一顆以上觀測星時，認為識別失敗；同時，該方法未考慮由于剛進入視場的恒星引起的誤匹配。在實際星跟蹤的過程中，參考星鄰域內(nèi)出現(xiàn)一顆以上觀測星的概率非常大，如圖1所示，若按先排序后匹配識別方法，星圖中只有五對星被成功識別(1-1'，2-3'，4-5'，5-6'，11-12')，其中1-1'星對是誤匹配(與I號參考星實際匹配的觀測星未進入視場，在I號參考星鄰域內(nèi)有且僅有一顆剛進入視場的1'號觀測星，此時將誤認為I號參考星與P號觀測星匹配成功)，被跟蹤匹配的恒星數(shù)目較少，這將嚴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入視場的恒星引起的誤匹配的問題，提供一種星敏感器快速星跟蹤匹配識別方法。
[0005]一種星敏感器快速星跟蹤匹配識別方法，該方法由以下步驟實現(xiàn):
[0006]步驟一、視場邊緣區(qū)域確定；根據(jù)設(shè)定星敏感器的積分時間t0，像平面尺寸為NXN個像素，姿態(tài)運動角速度為ω° /s，獲得像平面旋轉(zhuǎn)角度Θ和視場邊緣距離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別方法，其特征是，該方法由以下步驟實現(xiàn): 步驟一、視場邊緣區(qū)域確定；根據(jù)設(shè)定星敏感器的積分時間h，像平面尺寸為NXN個像素，姿態(tài)運動角速度為ω° /s，獲得像平面旋轉(zhuǎn)角度Θ和視場邊緣距離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進行逆序遞推匹配，并將成功能匹配的觀測星進行鎖定；具體為:如果該觀測星出現(xiàn)在其它的參考星鄰域內(nèi)，則刪除所述觀測星，并將與所述觀測星對應(yīng)的參考星的匹配數(shù)量狀態(tài)標識減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星圖中的星點按照X坐標軸升序排列，坐標系以視場圖像的左下角為坐標原點，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別方法，其特征在于，所述X軸坐標差值dx和Y軸坐標差值dy，用公式表示為:
dx = I x-x' I dy = I y-y' |。
【文檔編號】G01C21/02GK103900563SQ201410160875
【公開日】2014年7月2日 申請日期: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, 楊進華, 張劉, 金光 申請人:長春理工大學