[发明专利]紫外月球敏感器输出数据评价与判断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对紫外月球敏感器输出的数据的评价方法，属光学成像姿态敏感器领域。

背景技术

随着成像探测器件以及处理器技术的快速进步，航天器姿态敏感器逐渐由单元扫描式向成像式发展，紫外月球敏感器就是一种有别于传统地平仪的大视场成像式姿态敏感器。紫外月球敏感器的输出受到以下因素的制约：①紫外月球成像质量；②月相，包括满月、凸月、弦月、娥眉月；③月球地表地形辐射差异与起伏；④边缘提取等信息处理方法适应性。以上因素使得紫外月球敏感器的数据输出在轨道的不同弧段存在不同数据品质的输出，这也就是提出紫外月球敏感器输出数据品质评价的技术背景。

数据品质等级的评价实现了姿态信息、轨道高度信息的正确度、准确度及可信度的数学描述，对于航天器导航制导控制系统(GNC)而言根据品质等级大小进行不同的数据使用，例如剔除低品质等级数据、加权使用高品质数据，因此数据品质等级的设计对于卫星的敏感器与GNC系统具有重要的工程价值。

紫外月球敏感器是我国第一个大视场扩展目标成像的敏感器。

蒋渝、王蔚韬、张建高、何光辉，数据挖掘中的数据品质问题及其挖掘，计算机科学[J]，2002年第12期。文献中提到了数据库建立中的数据品质概念，但主要不足在于对光学姿态敏感器领域及品质量化与建立方法问题没有论述。

美国专利US5319969，名称“Method for determining 3-axis spacecraftattitude”中介绍了一种利用紫外谱段姿态敏感器的三轴姿态确定方法，其中未涉及输出数据的品质评价与判断。

发明内容

本发明的技术解决问题是：提供一种紫外月球敏感器输出数据评价与判断方法，该数据评价方法将紫外月球敏感器输出的数据可信度实现量化，该判断方法将量化的数据进一步确定应用权重系数，有效避免紫外月球敏感器有误输出数据对卫星系统的影响。

本发明的技术解决方案是：紫外月球敏感器输出数据评价方法，包括下列步骤：

(1)对紫外月球敏感器输出的月球图像数据进行亮度分析，判断所述的月球图像杂光干扰及图像亮暗程度，比较图像中暗灰度像素所占比例与预设比例阈值的大小，若图像的暗灰度像素比例大于预设比例阈值则认为图像过暗，转步骤(5)，否则转步骤(2)；

(2)判断图像是否出现强杂光，若出现转步骤(5)，否则转步骤(3)；

(3)判读图像中月球的有效边缘长度，若有效边缘长度小于预设值，则认为弧段过短，转步骤(5)，否则转步骤(4)；

(4)根据月球边缘弧长与拟和误差进行数据品质分级计算；

(5)将输出数据品质等级设置为最低级。

所述步骤(1)中的图像暗像素比例值rate计算公式为：

Rate=NumPTM×N]]>

其中，Num_PT为图像中灰度小于暗灰度阈值P_T的像素量总合；

P_T等于地面实验中的最大背景灰度值；

M、N为图像的长与宽。

一种判断紫外月球敏感器输出数据的方法：首先，根据仿真与试验情况定一个评价阈值，将权利要求1的结果与评价阈值进行比较，大于阈值的数据认为有效数据，反之舍去；然后，将所述的有效数据根据其品质等级大小设计应用权重系数，品质等级越高应用权重系数越大，应用权重系数计算公式如下：

Coef＝Q0*W

W＝QD/max(QD)

其中，Coef为系统应用系数；

Q0为预设最大系数值；

W为权重值；

max(QD)代表最大的品质等级。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)本发明通过对影响紫外月球敏感器姿态测量的图像明暗、杂光情况、月球弧长及计算误差进行分析，实现品质等级数量化，与现有的敏感器主要依靠前后数据比较方法对比，实现了输出数据在轨实时评价，独立性、实时性强；并且由于本发明将图像明暗、杂光等因素综合考虑在内，准确性高。

(2)本发明品质计算公式创建新颖、全面，既考虑了月球弧段长度也包含了拟和计算的误差，完备的反映了姿态准确性程度。