以恒星作為觀測(cè)基準(zhǔn)來(lái)獲取航天器的飛行姿態(tài)信息是現(xiàn)行方法中精度最高的一種方式,其中恒星識(shí)別是關(guān)鍵,即在恒星星表庫(kù)中尋找觀測(cè)恒星對(duì)應(yīng)的導(dǎo)航恒星。研究了導(dǎo)航星特征庫(kù)的構(gòu)建和恒星識(shí)別方法,提出了一種新的基于狀態(tài)矩陣的全天球恒星識(shí)別方法。首先依據(jù)探測(cè)器探測(cè)極限星等的能力篩選出適用的恒星構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航星表;再基于標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航星表和探測(cè)器探測(cè)視場(chǎng)角范圍構(gòu)建導(dǎo)航星特征庫(kù)三角形矩陣;然后基于探測(cè)器的位置和恒星個(gè)數(shù)構(gòu)建識(shí)別的恒星角距觀測(cè)三角形和導(dǎo)航星特征庫(kù)三角形矩陣對(duì)應(yīng)的狀態(tài)矩陣,并比較觀測(cè)三角形角距和導(dǎo)航星特征庫(kù)三角形矩陣?yán)锝蔷鄻?biāo)識(shí)狀態(tài)矩陣;最后基于標(biāo)識(shí)的狀態(tài)矩陣標(biāo)志提取對(duì)應(yīng)導(dǎo)航星特征庫(kù)三角形矩陣?yán)锏慕蔷?并與觀測(cè)三角形角距匹配比較識(shí)別出觀測(cè)恒星。模擬探測(cè)器的視場(chǎng)角為10°×10°,探測(cè)極限為6.5等星,導(dǎo)航星為9 040顆恒星。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,恒星識(shí)別時(shí)使用狀態(tài)矩陣標(biāo)識(shí)能減小匹配搜索的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度,提高恒星匹配識(shí)別效率。 

【文章來(lái)源】：光學(xué)與光電技術(shù). 2020,18(02)

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

算法流程圖

導(dǎo)航星特征庫(kù)中的角距是指天球上任意兩顆恒星相對(duì)于地球的球心角，設(shè)導(dǎo)航星i和j的赤經(jīng)、赤緯坐標(biāo)為，則其在天球坐標(biāo)系下的角距定義如圖2所示[9]。其中，分別為導(dǎo)航星i和j的方向矢量。

導(dǎo)航星角距的計(jì)算充分利用了成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)的視場(chǎng)角大小。首先，把導(dǎo)航星表的恒星按照從高緯度到低緯度，北天球到南天球線性排列為N×3維矩陣，如圖3所示。再根據(jù)N×3維矩陣建立一個(gè)二維矩陣，其中二維矩陣的行列編號(hào)對(duì)應(yīng)為N×3維矩陣中的恒星編號(hào)，矩陣中的元素為兩個(gè)編號(hào)恒星的星角距大�。蝗缓�，依據(jù)設(shè)計(jì)的視場(chǎng)角大小計(jì)算出極限角距，如兩編號(hào)間的恒星角距大于極限角距，則所在二維矩陣位置置為零，否則為計(jì)算出的角距值。另外，兩編號(hào)間的恒星角距計(jì)算方法首先是從第一行開(kāi)始，列編號(hào)為行編號(hào)加1后逐列計(jì)算，直至第一行結(jié)束；然后跳至第二行，列編號(hào)為行編號(hào)加1后逐列計(jì)算，直至第二行結(jié)束；循環(huán)移動(dòng)行列，直至遍歷完全部編號(hào)，如圖4所示。


本文編號(hào)：3590261