[发明专利]一种小行星导航敏感器星间角距的方法

说明书

技术领域

本发明属于一种角距计算方法，具体涉及一种小行星导航敏感器星间角距计算方法。

背景技术

小行星是深空探测巡航段主要的参考目标，美国深空一号、深空撞击等任务均使用了小行星敏感器作为自主导航的关键设备。小行星导航敏感器的图像由于曝光时间长、平台运动而产生出特殊效果与传统恒星成像存在很大差异形成“星轨迹”图，传统的利用质心算法确定星心的方法不再适用。

星图识别最关键的结构元素为角距，因此如何确定恒星间的角距成为难点，在深空-1的项目中美国人提出了“交互相关”的算法[文献2]，使用多个节点进行交互匹配得到角距，但是这种方法在实现中首先需要进行目标的节点(轨迹特征点)选择，在复杂的成像情况下例如圆弧目标图案或其他曲线目标图，此时星轨迹之间有效的节点选择较为困难，当节点选择出现问题时交互相关法无法应用，因此需要有效性与适用性更强的新算法。

文献情况：文献1提及小行星导航敏感器的标定技术与相关匹配，但是没有公布公式与计算；文献2是一种相关匹配算法，它是基于节点的实现，这与本算法整体匹配技术存在差异。

相关文献：

[1]Jürgen OBERST,BRINKMANN，Bernd GIESE，GEOMETRICCALIBRATION OFTHE MICAS CCD SENSOR，IAPRS，Vol.XXXIII，Amsterdam，2000

[2]R.M.Vaughan，J.E.Riedel，R.P.Davis，W.Owen，and S.P.Synnott，”OpticalNavigation for the Galileo Gaspra Encounter”，AIAA Paper 92-4522，AIAA/AASAstrodynamics Conference，Hilton Head，South Carolina，August，1992。

发明内容

本发明的目的是提供一种小行星导航敏感器星间角距的方法，它能够克服已有算法受限于节点选择的问题，解决了小行星导航敏感器星间角距高精度、高鲁棒性计算。

本发明是这样实现的，一种小行星导航敏感器星间角距的方法，它包括以下步骤，

1)星图预处理；

2)星轨迹目标分割；

3)星轨迹模板窗口选择；

4)内差窗口相关匹配；

5)二维相关系数最值拟合；

6)亚像素角距计算。

其中步骤1)根据输入的星图进行背景灰度统计得到目标阈值。

其中步骤2)根据目标阈值将图像分割为目标区与背景区，然后将目标区点进行连接判断形成目标窗口，并记下窗口尺寸宽W长L，分割标记办法为：

1f(x,y)≥T0f(x,y)<T]]>

其中步骤3)针对目标窗口，在原图像下进行大小排布与亮度排布，得到位于窗口大小的中心值宽W、长L，按照尺寸倍数首先进行星轨迹模板窗口选择：