[发明专利]星载摆扫式光学相机图像定位验证系统及处理方法

权利要求书

1.一种星载摆扫式光学相机图像定位验证处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：编排相机恒星敏感星历，对相机授时；

步骤2：根据当时观测时刻的星历图，产生相机恒星观测指令，控制相机对已知恒星天区进行观测成像；

步骤3：拍摄一帧图像内含三颗恒星点，并与编排的星历恒星编号相匹配，为获得相机本体系相对试验场地的安装方位提供数据支持；

步骤4：提取所述帧图像内恒星点位置及对应的摆镜转角，根据相机光路模型将图像坐标系中恒星像点位置转化为探测器矢量，进而得到该像点的视线矢量在试验场地东南坐标系下的表示，其中试验场地东南坐标系O-XYZ以试验场地相机放置点为坐标原点，地球的椭球体法线向上为坐标系Z轴，坐标系Y轴指向地理北，坐标系X轴指向地理东，构成右手直角坐标系；

步骤5：获得所述帧图像已知星历编号的恒星在第二赤道坐标系下的坐标表示；第二赤道坐标系的主点为春分点，春分点是黄道对赤道的升交点，过春分点的赤经圈就是第二赤道坐标系的主圈，春分点的时圈与天体时圈的球面角为赤纬β，赤经是由春分点开始按逆时针方向度量的，从0到24h；

步骤6：对所摄已知编号恒星计算从惯性空间的恒星方位到试验场地东南坐标系的转换矢量，包括从第二赤道坐标系到J2000坐标系矢量转换、地球固连坐标系、试验场地东南坐标系矢量转换；

步骤7：建立相机恒星像点与惯性空间恒星几何关系；

其中，步骤4至步骤7重复执行，直到已建立所有相机观测的恒星像点与已知编号恒星的一一对应空间相对方位关系；

步骤8：通过一帧图像内含三颗恒星点，估算相机本体系相对试验场地东南坐标系的安装矩阵；

步骤9：控制相机对天区进行所述三颗恒星之外的其它恒星观测；

步骤10：绘制所观恒星的空间位置分布图，进一步选取3～4个恒星点用于解算星载摆扫式相机成像模型参数，建立星地一体化定位模型；

步骤11：任选相机视场内所述3～4个恒星点之外的其它恒星，以步骤10所得星地一体化定位模型，评估全视场内不同方位的定位精度。

2.根据权利要求1所述的星载摆扫式光学相机图像定位验证处理方法，其特征在于，所述步骤1包括如下步骤：

步骤1.1：获取相机外场观星的星历表；

步骤1.2：地面授时系统对相机授时，以建立相机观恒星像点与惯性空间恒星之间的时空关系；

3.根据权利要求1所述的星载摆扫式光学相机图像定位验证处理方法，其特征在于，所述步骤4包括如下步骤：

步骤4.1：提取相机照片像点位置、摆镜转角数据，以及对应时刻；

步骤4.2：对相机成像点进行畸变修正，得到相机像点在探测器坐标系中矢量；

步骤4.3：将步骤4.2所得矢量转换到试验场地东南坐标系。

4.根据权利要求1所述的星载摆扫式光学相机图像定位验证处理方法，其特征在于，所述的拍摄一帧图像内含三颗恒星点与编排的星历恒星编号相匹配的方法采用星图匹配；而拍摄一帧图像内含单颗恒星点与编排的星历恒星编号相匹配的方法是利用所述安装矩阵建立初步的相机定位模型，对所提取的恒星像点空间位置进行估算推测，结合星等亮度，确定对应的恒星星历编号，避免误匹配影响星载摆扫式相机成像模型参数识别精度。