[发明专利]一种基于白昼星敏感器的红外恒星探测导航星表的建立方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于白昼星敏感器的红外恒星探测导航星表的建立方法，属于航空航天姿态敏感器设计技术领域。

背景技术

星敏感器是以恒星作为测量目标的光学姿态敏感器，能够输出高精度的姿态信息。星图识别是星敏感器的核心技术，建立导航星表是识别星图的重要前提。目前星敏感器主要以夜晚工作为主，尚未解决白昼环境下的恒星观测问题。

在大气层内白天观测星光必然受到散射太阳光的影响，所能探测星等极限值会因这些条件变化有很大差别。而红外波段的昼光天空辐射度比可见光要低得多，在H波段和K波段的天空辐射度是I波段的1/6和1/8。另外，红外波段的平均大气传输率更高，且在红外波段大气昏暗（如烟、雾和云）对星光的衰减应比在可见光更低。因此，在红外波段，大气散射更低，透过率更高，观测恒星概率高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种基于白昼星敏感器的红外恒星探测导航星表的建立方法，解决了白昼环境下的恒星观测问题，大大提高了短波红外恒星观测的概率，提高了星图识别成功率，使星敏感器具备大气层内昼夜工作能力。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种基于白昼星敏感器的红外恒星探测导航星表的建立方法，步骤如下：

（1）基础星表和校验星表的选择。选取2MASS天文星表和Hipparcos天文星表作为白昼星敏感器星表数据库的基础星表和校验星表。

（2）基础星表和校验星表的输入。从2MASS天文星表中提取J(1.2μm)、H(1.6μm)、Ks(2.2μm)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，形成用于交叉证认的基础星表。从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，形成用于交叉证认的校验星表。基础星表和校验星表中的信息应包括：多波段星等、星等误差、位置、自行、索引、光谱型、双星标识、变星标识等。

（3）将基础星表（2MASS天文星表）和校验星表（Hipparcos天文星表）的数据源，根据其某些属性（如位置、星名、星等）的相关性，进行星表交叉认证；

星表数据交叉证认开始前，将2MASS天文星表和Hipparcos天文星表数据分别存入数据库，转化为数据库表，每条表记录对应星表中一个源，每个表字段对应星表的一个属性列；利用多级三角划分法，将天球划分成多级三角网格；提取其中任一网格；从2MASS天文星表中读取所有属于该网格的源；若为空则转到下一网格；若不为空，在从Hipparcos天文星表中读取所有属于该网格的源；若为空则转到下一网格；若不为空，读取2MASS天文星表和Hipparcos天文星表中源的位置信息，设置融合误差，将误差半径内的源认定为同一颗目标，同时使用星等信息作为校验，进行数据证认，然后保存结果；全天球所有网格都处理结束后，进行结果汇总，按照定义的恒星信息数据结构保存结果，并进行入库管理，生成星表数据库，即星表数据交叉证认结束。

（4）将基础星表和校验星表的数据源进行数据融合，首先提取2MASS天文星表（基础星表）中符合J(1.2μm)、H(1.6μm)、Ks(2.2μm)波段任一波段星等亮于或等于8等条件的所有目标的恒星的位置、位置精度、星等信息、星等精度、测光星等、测光精度和双星标识，来源标记（星等、位置）信息，然后提取Hipparcos天文星表（校验星表）中恒星的自行、自行精度、三角视差、双星标识、编号、来源标记（星等、位置）信息，进行数据融合。若融合成功，则从2MASS天文星表中提取出符合J(1.2μm)、H(1.6μm)、Ks(2.2μm)波段任一波段星等亮于或等于8等条件的所有目标的位置坐标和这3个波段的测光星等及测光精度数据，形成星表基本数据库，再从Hipparcos天文星表中提取出该目标的三角视差和自行信息，并加入星表基本数据库；若数据融合不成功，则基本数据库中三角视差和自行项都取为“0”。最终，形成星表数据库，即数据融合结束。

（5）对星表进行建库，将基础星表和校验星表进行数据融合后的星表数据库进行文件格式整理建库。整理后的星表数据库由主数据文件、数据索引文件构成。

（6）将星表数据库的数据源进行仪器星等转换，建立仪器星等星表。根据白昼星敏感器的光谱响应特性，将星表数据库中的数据源作为输入，生成白昼星敏感器的仪器星等星表，具体步骤如下：