一種基于白晝星敏感器的紅外恒星探測導(dǎo)航星表的建立方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于白晝星敏感器的紅外恒星探測導(dǎo)航星表的建立方法，屬于航空航天姿態(tài)敏感器設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】。從2MASS天文星表中提取任一波段星等亮于或等于8等的恒星，并剔除冗余信息，形成用于交叉證認(rèn)的基礎(chǔ)星表；將得到的基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表的數(shù)據(jù)源，進(jìn)行星表交叉認(rèn)證；將星表交叉認(rèn)證后的基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表的數(shù)據(jù)源進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到星表數(shù)據(jù)庫；將得到的星表數(shù)據(jù)庫進(jìn)行文件格式整理建庫；整理后的星表數(shù)據(jù)庫包括主數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)索引文件；將得到的整理后的星表數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源進(jìn)行儀器星等轉(zhuǎn)換，建立儀器星等星表；對得到的儀器星等星表進(jìn)行星表勻化，將勻化后的星表數(shù)據(jù)庫生成白晝星敏感器導(dǎo)航星表。
【專利說明】—種基于白晝星敏感器的紅外恒星探測導(dǎo)航星表的建立方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于白晝星敏感器的紅外恒星探測導(dǎo)航星表的建立方法，屬于航空航天姿態(tài)敏感器設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]星敏感器是以恒星作為測量目標(biāo)的光學(xué)姿態(tài)敏感器，能夠輸出高精度的姿態(tài)信息。星圖識別是星敏感器的核心技術(shù)，建立導(dǎo)航星表是識別星圖的重要前提。目前星敏感器主要以夜晚工作為主，尚未解決白晝環(huán)境下的恒星觀測問題。
[0003]在大氣層內(nèi)白天觀測星光必然受到散射太陽光的影響，所能探測星等極限值會因這些條件變化有很大差別。而紅外波段的晝光天空輻射度比可見光要低得多，在H波段和K波段的天空輻射度是I波段的1/6和1/8。另外，紅外波段的平均大氣傳輸率更高，且在紅外波段大氣昏暗(如煙、霧和云)對星光的衰減應(yīng)比在可見光更低。因此，在紅外波段，大氣散射更低，透過率更高，觀測恒星概率高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于白晝星敏感器的紅外恒星探測導(dǎo)航星表的建立方法，解決了白晝環(huán)境下的恒星觀測問題，大大提高了短波紅外恒星觀測的概率，提高了星圖識別成功率，使星敏感器具備大氣層內(nèi)晝夜工作能力。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0006]本發(fā)明的一種基于白晝星敏感器的紅外恒星探測導(dǎo)航星表的建立方法，步驟如下:
[0007](I)基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表的選擇。選取2MASS天文星表和Hipparcos天文星表作為白晝星敏感器星表數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表。
[0008](2)基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表的輸入。從2MASS天文星表中提取J(l.2μπι)、H(l.6 μ m)、Ks (2.2 μ m)波段任一波段星等亮于或等于8等的恒星，并剔除冗余信息，形成用于交叉證認(rèn)的基礎(chǔ)星表。從Hipparcos天文星表中提取星等亮于或等于8等的恒星，并剔除冗余信息，形成用于交叉證認(rèn)的校驗(yàn)星表。基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表中的信息應(yīng)包括:多波段星等、星等誤差、位置、自行、索引、光譜型、雙星標(biāo)識、變星標(biāo)識等。
[0009](3)將基礎(chǔ)星表(2MASS天文星表)和校驗(yàn)星表(Hipparcos天文星表)的數(shù)據(jù)源，根據(jù)其某些屬性(如位置、星名、星等)的相關(guān)性，進(jìn)行星表交叉認(rèn)證；
[0010]星表數(shù)據(jù)交叉證認(rèn)開始前,將2MASS天文星表和Hipparcos天文星表數(shù)據(jù)分別存入數(shù)據(jù)庫，轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)庫表，每條表記錄對應(yīng)星表中一個(gè)源，每個(gè)表字段對應(yīng)星表的一個(gè)屬性列；利用多級三角劃分法，將天球劃分成多級三角網(wǎng)格；提取其中任一網(wǎng)格；W2MASS天文星表中讀取所有屬于該網(wǎng)格的源；若為空則轉(zhuǎn)到下一網(wǎng)格；若不為空，在從Hipparcos天文星表中讀取所有屬于該網(wǎng)格的源；若為空則轉(zhuǎn)到下一網(wǎng)格；若不為空，讀取2MASS天文星表和Hipparcos天文星表中源的位置信息，設(shè)置融合誤差，將誤差半徑內(nèi)的源認(rèn)定為同一顆目標(biāo)，同時(shí)使用星等信息作為校驗(yàn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)證認(rèn)，然后保存結(jié)果；全天球所有網(wǎng)格都處理結(jié)束后，進(jìn)行結(jié)果匯總，按照定義的恒星信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存結(jié)果，并進(jìn)行入庫管理，生成星表數(shù)據(jù)庫，即星表數(shù)據(jù)交叉證認(rèn)結(jié)束。
[0011](4)將基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表的數(shù)據(jù)源進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，首先提取2MASS天文星表(基礎(chǔ)星表)中符合J (1.2 μ m)、H(l.6 μ m)、Ks (2.2 μ m)波段任一波段星等亮于或等于8等條件的所有目標(biāo)的恒星的位置、位置精度、星等信息、星等精度、測光星等、測光精度和雙星標(biāo)識，來源標(biāo)記(星等、位置)信息，然后提取Hipparcos天文星表(校驗(yàn)星表)中恒星的自行、自行精度、三角視差、雙星標(biāo)識、編號、來源標(biāo)記(星等、位置)信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。若融合成功，則從2嫩55天文星表中提取出符合1(1.211111)、!1(1.611111)、1^(2.211111)波段任一波段星等亮于或等于8等條件的所有目標(biāo)的位置坐標(biāo)和這3個(gè)波段的測光星等及測光精度數(shù)據(jù)，形成星表基本數(shù)據(jù)庫，再從Hipparcos天文星表中提取出該目標(biāo)的三角視差和自行信息，并加入星表基本數(shù)據(jù)庫；若數(shù)據(jù)融合不成功，則基本數(shù)據(jù)庫中三角視差和自行項(xiàng)都取為“O”。最終，形成星表數(shù)據(jù)庫，即數(shù)據(jù)融合結(jié)束。[0012](5)對星表進(jìn)行建庫，將基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表進(jìn)行數(shù)據(jù)融合后的星表數(shù)據(jù)庫進(jìn)行文件格式整理建庫。整理后的星表數(shù)據(jù)庫由主數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)索引文件構(gòu)成。
[0013]( 6 )將星表數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源進(jìn)行儀器星等轉(zhuǎn)換，建立儀器星等星表。根據(jù)白晝星敏感器的光譜響應(yīng)特性，將星表數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)源作為輸入，生成白晝星敏感器的儀器星等星表，具體步驟如下:
[0014]查找星表數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)源的光譜型，輸入理論光譜曲線；將理論光譜曲線與標(biāo)準(zhǔn)天文濾光片Johnson/Bessel濾光片系統(tǒng)中的各波段濾光片響應(yīng)曲線卷積，獲得各個(gè)波段卷積后的光譜曲線Xtl ;對卷積后獲得的各波段下的理論光譜曲線&進(jìn)行流量積分，獲得各濾光片系統(tǒng)下該恒星的能量；然后擬合生成的各濾光片系統(tǒng)下該恒星的能量與標(biāo)準(zhǔn)天文星等m的關(guān)系，擬合公式為:
[0015]m=-2.51ogf lux0+C0
[0016]式中CO為表征恒星距離、星際消光和星際紅化的參數(shù)；利用計(jì)算獲得的參數(shù)Ctl計(jì)算生成星表數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)源的模擬光譜曲線X，計(jì)算公式為:
[0017]f lux=f Iux0X ICTa4C0
[0018]將計(jì)算生成的模擬光譜曲線X與白晝星敏感器的光譜響應(yīng)卷積，卷積后獲得星表數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)源的真實(shí)光譜曲線X ;然后對數(shù)據(jù)源的真實(shí)光譜曲線X進(jìn)行積分，得到白晝星敏感器光譜響應(yīng)下的恒星能量；根據(jù)獲得的恒星能量即可計(jì)算該恒星的儀器星等m，計(jì)算公式為:
[0019]m=-2.51ogf lux
[0020]對星表數(shù)據(jù)庫中的每個(gè)數(shù)據(jù)源進(jìn)行儀器星等計(jì)算，即建立完成儀器星等星表。
[0021](7)對儀器星等星表進(jìn)行星表勻化，將勻化后的星表數(shù)據(jù)庫生成白晝星敏感器導(dǎo)航星表。根據(jù)白晝星敏感器選定的視場和預(yù)期的導(dǎo)航星捕獲概率確定白晝星敏感器所需敏感的恒星亮度(即導(dǎo)航星的星等)；根據(jù)確定的恒星亮度在儀器星等星表中篩選導(dǎo)航星；篩選后再剔除星表中的雙、變星；剔除星表中的雙、變星后再剔除密集星場；最后生成勻化后的星表數(shù)據(jù)庫，星表勻化結(jié)束。經(jīng)過上述步驟，最終生成白晝星敏感器導(dǎo)航星表。[0022]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，建立了一種白晝星敏感器專用的紅外工作譜段恒星探測導(dǎo)航星表。通過采用2MASS紅外天文星表和Hipparcos天文星表作為白晝星敏感器星表數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表，對基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表進(jìn)行數(shù)據(jù)交叉認(rèn)證和數(shù)據(jù)融合處理，并對星表數(shù)據(jù)庫進(jìn)行儀器星等轉(zhuǎn)換和星表勻化處理，生成一種白晝星敏感器的紅外恒星探測導(dǎo)航星表。解決了白晝環(huán)境下的恒星觀測問題，大大提高了短波紅外恒星觀測的概率，提高了星圖識別成功率，通過星圖獲取、星圖識別、信息處理完成指向高精度確定，使星敏感器具備大氣層內(nèi)晝夜工作能力。本發(fā)明就是針對白晝環(huán)境下的恒星觀測問題發(fā)明的一種基于白晝星敏感器的導(dǎo)航星表，建立了白晝星敏感器的專用紅外工作譜段恒星探測導(dǎo)航星表。根據(jù)白天觀測恒星的特點(diǎn)，大大提高了短波紅外恒星觀測的概率，提高了星圖識別成功率，使星敏感器具備大氣層內(nèi)晝夜工作能力，為大氣層內(nèi)各種飛行器、船舶等平臺提供天文自主定向、導(dǎo)航服務(wù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明方法的流程圖；
[0024]圖2為本發(fā)明星表數(shù)據(jù)交叉認(rèn)證流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0026]實(shí)施例
[0027]如圖1所示，為本發(fā)明方法的流程圖。本發(fā)明一種基于白晝星敏感器的紅外恒星探測導(dǎo)航星表的建立方法主要包括以下幾個(gè)步驟:基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表的選擇；基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表的輸入；星表交叉認(rèn)證；星表數(shù)據(jù)融合；對星表進(jìn)行建庫；儀器星等轉(zhuǎn)換，建立儀器星等星表；星表勻化，生成白晝星敏感器導(dǎo)航星表。
[0028]下面分別對各主要步驟進(jìn)行說明。
[0029](I)基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表的選擇。選取2MASS天文星表和Hipparcos天文星表作為白晝星敏感器星表數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表。
[0030]2MASS天文星表:包含470，992，970顆點(diǎn)源目標(biāo)的位置和測光信息的點(diǎn)源星表，點(diǎn)源星表覆蓋了 99.997%的天空。
[0031]Hipparcos天文星表:共包含118，218顆星,其中11597顆星確定(或可能)是變星，星表極限星等12.4等，V波段7.3-9.0等完備，測光精度0.0015等。
[0032](2)基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表的輸入。從2MASS天文星表中提取J(l.2μπι)、H(l.6 μ m)、Ks (2.2 μ m)波段任一波段星等亮于或等于8等的恒星，并剔除冗余信息，形成用于交叉證認(rèn)的基礎(chǔ)星表。從Hipparcos天文星表中提取星等亮于或等于8等的恒星，并剔除冗余信息，形成用于交叉證認(rèn)的校驗(yàn)星表。基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表中的信息應(yīng)包括:多波段星等、星等誤差、位置、自行、索引、光譜型、雙星標(biāo)識、變星標(biāo)識等。
[0033](3)將基礎(chǔ)星表(2MASS天文星表)和校驗(yàn)星表(Hipparcos天文星表)的數(shù)據(jù)源，根據(jù)其某些屬性(如位置、星名、星等)的相關(guān)性，進(jìn)行星表交叉認(rèn)證，其步驟如圖2所示:
[0034]星表數(shù)據(jù)交叉證認(rèn)開始前,將2MASS天文星表和Hipparcos天文星表數(shù)據(jù)分別存入數(shù)據(jù)庫，轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)庫表，每條表記錄對應(yīng)星表中一個(gè)源，每個(gè)表字段對應(yīng)星表的一個(gè)屬性列；利用多級三角劃分法，將天球劃分成多級三角網(wǎng)格；提取其中任一網(wǎng)格；從2MASS天文星表中讀取所有屬于該網(wǎng)格的源；若為空則轉(zhuǎn)到下一網(wǎng)格；若不為空，在從Hipparcos天文星表中讀取所有屬于該網(wǎng)格的源；若為空則轉(zhuǎn)到下一網(wǎng)格；若不為空，讀取2MASS天文星表和Hipparcos天文星表中源的位置信息，設(shè)置融合誤差，將誤差半徑內(nèi)的源認(rèn)定為同一顆目標(biāo)，同時(shí)使用星等信息作為校驗(yàn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)證認(rèn)，然后保存結(jié)果；全天球所有網(wǎng)格都處理結(jié)束后，進(jìn)行結(jié)果匯總，按照定義的恒星信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存結(jié)果，并進(jìn)行入庫管理，生成星表數(shù)據(jù)庫，即星表數(shù)據(jù)交叉證認(rèn)結(jié)束。
[0035]多級三角劃分法:是一種多層次的、遞歸的球面分割方法，可將天球分成多級三角網(wǎng)格，利用多級三角劃分法可以將一個(gè)大星表從邏輯上分割為多個(gè)小星表。
[0036](4)將基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表的數(shù)據(jù)源進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，首先提取2MASS天文星表(基礎(chǔ)星表)中符合J (1.2 μ m)、H(l.6 μ m)、Ks (2.2 μ m)波段任一波段星等亮于或等于8等條件的所有目標(biāo)的恒星的位置、位置精度、星等信息、星等精度、測光星等、測光精度和雙星標(biāo)識，來源標(biāo)記(星等、位置)信息，然后提取Hipparcos天文星表(校驗(yàn)星表)中恒星的自行、自行精度、三角視差、雙星標(biāo)識、編號、來源標(biāo)記(星等、位置)信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。若融合成功，則從2MASS天文星表中提取出符合J (1.2 μ m), H(l.6 μ m), Ks (2.2 μ m)波段任一波段星等亮于或等于8等條件的所有目標(biāo)的位置坐標(biāo)和這3個(gè)波段的測光星等及測光精度數(shù)據(jù)，形成星表基本數(shù)據(jù)庫，再從Hipparcos天文星表中提取出該目標(biāo)的三角視差和自行信息，并加入星表基本數(shù)據(jù)庫；若數(shù)據(jù)融合不成功，則基本數(shù)據(jù)庫中三角視差和自行項(xiàng)都取為“O”。最終，形成星表數(shù)據(jù)庫，即數(shù)據(jù)融合結(jié)束。
[0037](5)對星表進(jìn)行建庫，將基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表進(jìn)行數(shù)據(jù)融合后的星表數(shù)據(jù)庫進(jìn)行文件格式整理建庫。整理后的星表數(shù)據(jù)庫由主數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)索引文件構(gòu)成。
[0038]主數(shù)據(jù)文件:以二進(jìn)制文件形式存儲各恒星的詳細(xì)信息，包含1，345，631個(gè)源，單星詳細(xì)信息包括:赤經(jīng)，赤緯，I σ位置誤差橢圓半長徑，I σ位置誤差橢圓半短徑，視差，2MASS星表中名稱，J波段星等，J波段星等誤差，H波段星等，H波段星等誤差，Ks波段星等，Ks波段星等誤差，J、H、Ks波段星等獲取方法標(biāo)簽，赤經(jīng)自行，赤緯自行。主數(shù)據(jù)文件內(nèi)部按照赤經(jīng)增量排序。
[0039]索引文件:以ASCII碼形式存儲訪問主數(shù)據(jù)文件的快速鍵值。通過該索引可以快速定位主數(shù)據(jù)文件的內(nèi)部區(qū)塊，以便進(jìn)行小范圍查詢。每個(gè)主數(shù)據(jù)文件在該索引文件內(nèi)對應(yīng)一個(gè)區(qū)塊，每個(gè)區(qū)塊由180行數(shù)據(jù)組成，每一行數(shù)據(jù)對應(yīng)2度赤經(jīng)范圍。每行數(shù)據(jù)包含兩項(xiàng)信息，兩項(xiàng)信息之間以空格分隔。第一項(xiàng)為該區(qū)域內(nèi)第一顆星的索引位置，第二項(xiàng)為該區(qū)域內(nèi)恒星的數(shù)量。索引位置從O起算，步長為I。
[0040]( 6 )將星表數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源進(jìn)行儀器星等轉(zhuǎn)換，建立儀器星等星表。根據(jù)白晝星敏感器的光譜響應(yīng)特性，將星表數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)源作為輸入，生成白晝星敏感器的儀器星等星表，具體步驟如下:
[0041]查找星表數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)源(赤經(jīng)0.230581°，赤緯-30.0642° )的光譜型A0V，輸入理論光譜曲線；將理論光譜曲線與標(biāo)準(zhǔn)天文濾光片Johnson/Bessel濾光片系統(tǒng)中的各波段濾光片響應(yīng)曲線卷積，獲得各個(gè)波段卷積后的光譜曲線Xtl ;對卷積后獲得的各波段下的理論光譜曲線Xtl進(jìn)行流量積分，獲得各濾光片系統(tǒng)下該恒星的能量；然后擬合生成的各濾光片系統(tǒng)下該恒星的能量與標(biāo)準(zhǔn)天文星等m的關(guān)系，擬合公式為:[0042]m=-2.51ogf lux0+C0
[0043]式中CO為表征恒星距離、星際消光和星際紅化的參數(shù)；利用計(jì)算獲得的參數(shù)Ctl計(jì)算生成星表數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)源的模擬光譜曲線X，計(jì)算公式為:
[0044]flux=fluxQ X KT0 4c0
[0045]將計(jì)算生成的模擬光譜曲線X與白晝星敏感器的光譜響應(yīng)卷積，卷積后獲得星表數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)源的真實(shí)光譜曲線X ;然后對數(shù)據(jù)源的真實(shí)光譜曲線X進(jìn)行積分，得到白晝星敏感器光譜響應(yīng)下的恒星能量；根據(jù)獲得的恒星能量即可計(jì)算該恒星的儀器星等m為8.4153，計(jì)算公式為:
[0046]m=-2.51ogf lux
[0047]對星表數(shù)據(jù)庫中的每個(gè)數(shù)據(jù)源進(jìn)行儀器星等計(jì)算，即建立完成儀器星等星表。
[0048](7)對儀器星等星表進(jìn)行星表勻化，將勻化后的星表數(shù)據(jù)庫生成白晝星敏感器導(dǎo)航星表。根據(jù)白晝星敏感器選定的視場和預(yù)期的導(dǎo)航星捕獲概率確定白晝星敏感器所需敏感的恒星亮度(即導(dǎo)航星的星等)；根據(jù)確定的恒星亮度在儀器星等星表中篩選導(dǎo)航星；篩選后再剔除星表中的雙、變星；剔除星表中的雙、變星后再剔除密集星場；最后生成勻化后的星表數(shù)據(jù)庫，星表勻化結(jié)束。經(jīng)過上述步驟，最終生成白晝星敏感器導(dǎo)航星表。該星表包含1，345，631顆近紅外J、H、Ks波段亮于8等的點(diǎn)源目標(biāo)，測光精度好于0.05等，位置精度好于0.07"。星表參考系為J2000.0平春分點(diǎn)平赤道坐標(biāo)系，星表歷元為2000.0。
[0049]本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于白晝星敏感器的紅外恒星探測導(dǎo)航星表的建立方法，其特征在于步驟為: (1)以2MASS天文星表作為白晝星敏感器星表數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)星表，以Hipparcos天文星表作為白晝星敏感器星表數(shù)據(jù)庫的校驗(yàn)星表； (2)從2MASS天文星表中提取J(1.2 μ m), H(l.6 μ m), Ks (2.2 μ m)波段任一波段星等亮于或等于8等的恒星，并剔除冗余信息，形成用于交叉證認(rèn)的基礎(chǔ)星表； 從Hipparcos天文星表中提取星等亮于或等于8等的恒星，并剔除冗余信息，形成用于交叉證認(rèn)的校驗(yàn)星表； 基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表中的信息包括:多波段星等、星等誤差、位置、自行、索引、光譜型、雙星標(biāo)識和變星標(biāo)識； (3)將步驟(2沖得到的基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表的數(shù)據(jù)源，根據(jù)其位置、星名、星等的相關(guān)性，進(jìn)行星表交叉認(rèn)證； (4)將步驟(3)星表交叉認(rèn)證后的基礎(chǔ)星表和校驗(yàn)星表的數(shù)據(jù)源進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到星表數(shù)據(jù)庫； (5)將步驟(4)得到的星表數(shù)據(jù)庫進(jìn)行文件格式整理建庫；整理后的星表數(shù)據(jù)庫包括主數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)索引文件； (6)將步驟(5)中得到的整理后的星表數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源進(jìn)行儀器星等轉(zhuǎn)換，建立儀器星等星表; (7)對步驟(6)得到的儀器星等星表進(jìn)行星表勻化，將勻化后的星表數(shù)據(jù)庫生成白晝星敏感器導(dǎo)航星表。`
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于白晝星敏感器的紅外恒星探測導(dǎo)航星表的建立方法，其特征在于:步驟(3)中星表交叉認(rèn)證的方法為:星表數(shù)據(jù)交叉證認(rèn)開始前，將2MASS天文星表和Hipparcos天文星表數(shù)據(jù)分別存入數(shù)據(jù)庫，轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)庫表，每條表記錄對應(yīng)星表中一個(gè)源，每個(gè)表字段對應(yīng)星表的一個(gè)屬性列；利用多級三角劃分法，將天球劃分成多級三角網(wǎng)格；提取其中任一網(wǎng)格；W2MASS天文星表中讀取所有屬于該網(wǎng)格的源；若為空則轉(zhuǎn)到下一網(wǎng)格；若不為空，在從Hipparcos天文星表中讀取所有屬于該網(wǎng)格的源；若為空則轉(zhuǎn)到下一網(wǎng)格；若不為空，讀取2MASS天文星表和Hipparcos天文星表中源的位置信息，設(shè)置融合誤差，將誤差半徑內(nèi)的源認(rèn)定為同一顆目標(biāo)，同時(shí)使用星等信息作為校驗(yàn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)證認(rèn)，然后保存結(jié)果；全天球所有網(wǎng)格都處理結(jié)束后，進(jìn)行結(jié)果匯總，按照定義的恒星信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存結(jié)果，并進(jìn)行入庫管理，生成星表數(shù)據(jù)庫，即星表數(shù)據(jù)交叉證認(rèn)結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于白晝星敏感器的紅外恒星探測導(dǎo)航星表的建立方法，其特征在于:步驟(4)中數(shù)據(jù)融合的方法為:首先提取2MASS天文星表中符合J(l.2 μ m)、H(l.6 μ m)、Ks (2.2 μ m)波段任一波段星等亮于或等于8等條件的所有目標(biāo)的恒星的位置、位置精度、星等信息、星等精度、測光星等、測光精度和雙星標(biāo)識，來源標(biāo)記信息，然后提取Hipparcos天文星表中恒星的自行、自行精度、二角視差、雙星標(biāo)識、編號、來源標(biāo)記信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合；若融合成功，則從2MASS天文星表中提取出符合J(l.2 μ m)、H(l.6 μ m)、Ks (2.2 μ m)波段任一波段星等亮于或等于8等條件的所有目標(biāo)的位置坐標(biāo)和這3個(gè)波段的測光星等及測光精度數(shù)據(jù)，形成星表基本數(shù)據(jù)庫，再從Hipparcos天文星表中提取出該目標(biāo)的三角視差和自行信息，并加入星表基本數(shù)據(jù)庫；若數(shù)據(jù)融合不成功，則基本數(shù)據(jù)庫中三角視差和自行項(xiàng)都取為“O” ;最終，形成星表數(shù)據(jù)庫，即數(shù)據(jù)融合結(jié)束。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于白晝星敏感器的紅外恒星探測導(dǎo)航星表的建立方法，其特征在于:來源標(biāo)記包括星等和位置信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于白晝星敏感器的紅外恒星探測導(dǎo)航星表的建立方法，其特征在于:步驟(5)中主數(shù)據(jù)文件為:以二進(jìn)制文件形式存儲各恒星的詳細(xì)信息，包含1，345，631個(gè)源，單星詳細(xì)信息包括:赤經(jīng)，赤緯，1位置誤差橢圓半長徑，I σ位置誤差橢圓半短徑，視差，2MASS星表中名稱，J波段星等，J波段星等誤差，H波段星等，H波段星等誤差，Ks波段星等，Ks波段星等誤差，J、H、Ks波段星等獲取方法標(biāo)簽，赤經(jīng)自行，赤緯自行；主數(shù)據(jù)文件內(nèi)部按照赤經(jīng)增量排序。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于白晝星敏感器的紅外恒星探測導(dǎo)航星表的建立方法，其特征在于:步驟(5)中索引文件為:以ASCII碼形式存儲訪問主數(shù)據(jù)文件的快速鍵值；通過該索引可以快速定位主數(shù)據(jù)文件的內(nèi)部區(qū)塊，以便進(jìn)行小范圍查詢；每個(gè)主數(shù)據(jù)文件在該索引文件內(nèi)對應(yīng)一個(gè)區(qū)塊，每個(gè)區(qū)塊由180行數(shù)據(jù)組成，每一行數(shù)據(jù)對應(yīng)2度赤經(jīng)范圍；每行數(shù)據(jù)包含兩項(xiàng)信息，兩項(xiàng)信息之間以空格分隔；第一項(xiàng)為該區(qū)域內(nèi)第一顆星的索引位置，第二項(xiàng)為該區(qū)域內(nèi)恒星的數(shù)量；索引位置從O起算，步長為I。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于白晝星敏感器的紅外恒星探測導(dǎo)航星表的建立方法，其特征在于:步驟(6)中建立儀器星等星表的建立方法為:根據(jù)白晝星敏感器的光譜響應(yīng)特性，將星表數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)源作為輸入，生成白晝星敏感器的儀器星等星表，具體步驟如下: 查找星表數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)源的光譜型，輸入理論光譜曲線；將理論光譜曲線與標(biāo)準(zhǔn)天文濾光片Johnson/Bessel濾光片系統(tǒng)中的各波段濾光片響應(yīng)曲線卷積，獲得各個(gè)波段卷積后的光譜曲線Xtl ;對卷積后獲得的各波段下的理論光譜曲線&進(jìn)行流量積分，獲得各濾光片系統(tǒng)下該恒星的能量；然后擬合生成的各濾光片系統(tǒng)下該恒星的能量與標(biāo)準(zhǔn)天文星等m的關(guān)系，擬合公式 為:
m=-2.51ogf lux0+C0 式中Ctl為表征恒星距離、星際消光和星際紅化的參數(shù)；利用計(jì)算獲得的參數(shù)Ctl計(jì)算生成星表數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)源的模擬光譜曲線X，計(jì)算公式為:
flux=flux0X 10"°'4co 將計(jì)算生成的模擬光譜曲線X與白晝星敏感器的光譜響應(yīng)卷積，卷積后獲得星表數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)源的真實(shí)光譜曲線X;然后對數(shù)據(jù)源的真實(shí)光譜曲線X進(jìn)行積分，得到白晝星敏感器光譜響應(yīng)下的恒星能量；根據(jù)獲得的恒星能量即可計(jì)算該恒星的儀器星等m，計(jì)算公式為:
m=-2.51ogflux 對星表數(shù)據(jù)庫中的每個(gè)數(shù)據(jù)源進(jìn)行儀器星等計(jì)算，即建立完成儀器星等星表。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于白晝星敏感器的紅外恒星探測導(dǎo)航星表的建立方法，其特征在于:步驟(7)中星表勻化的方法為:根據(jù)白晝星敏感器選定的視場和預(yù)期的導(dǎo)航星捕獲概率確定白晝星敏感器所需敏感的恒星亮度即導(dǎo)航星的星等；根據(jù)確定的恒星亮度在儀器星等星表中篩選導(dǎo)航星；篩選后再剔除星表中的雙、變星；剔除星表中的雙、變星后再剔除密集星場；最后生成勻化后的星表數(shù)據(jù)庫，星表勻化結(jié)束。
【文檔編號】G06F19/00GK103884336SQ201410105860
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】李春艷, 毛永娜, 王匯娟, 向娥, 鹿瑞, 盧欣 申請人:北京控制工程研究所