[发明专利]一种三角形匹配式星敏感器星库的构建方法

权利要求书

1.一种三角形匹配式星敏感器星库的构建方法,其特征在于：包括以下步骤：

S1:基本截止星等和候选截止星等确定；

假定星敏感器视场角为θ_FOV，则基本截止星等M_v-base与视场内平均恒星数n存在经验关系如式(1)所示：

候选截止星等是目标星敏感器光电探测系统所能敏感到的最暗星等，该最暗星等根据信噪比约束得出；噪声近似满足正态分布，如式(2)所示：

其中，μ(u,v)是像元信号能量的大小，n_d是暗电流噪声，n_DSNU是暗电流相应非均一性，n_PRNU是光响应非均一性，n_FPN是固定模式噪声，n_KTC是复位噪声，n_ADC是量化噪声；

S2:特殊恒星剔除

包括：1)剔除视星等变化超过0.6mag的恒星；2)剔除距离太阳系近的恒星，该距离由视差角反映，视差角大于50mas则应予剔除；3)剔除恒星自行速度大于1000mas/y的恒星；4)对于提供观测数据不确定度的天文星表，剔除位置不确定度大于100mas和速度信息不确定度大于50mas/y的恒星；

S3:恒星自行补偿算法

恒星在天文星表观测历元的位置由天球坐标系下的赤经α₀和赤纬δ₀进行描述；则恒星方向矢量r₀在赤道坐标系下为：

恒星在任意历元下的矢量u_B(t)可以表示为：

u_B(t)＝〈r₀+μ₀t〉； (4)

其中，自行运动向量μ₀为：

μ₀＝p₀μ_α*0+q₀μ_δ0， (5)

其中，μ_α*0和μ_δ0是星表中给出的观测历元的自行量，p₀和q₀是在r₀矢量处赤经和赤纬增量方向，

S4:邻近恒星角距阈值确定

假定星敏感器视场角为θ_FOV，单方向上像元个数为N_FOV，星点成像大小为N_star，则邻近恒星的角距判决阈值θ_near为：

任何相互角距在邻近恒星角距阈值内的恒星都予以剔除；

S5:全天球螺旋线遍历

为保证指向的均匀分布，采用螺旋线方程在球面天球坐标系下均匀地生成视轴指向；各个视轴指向在天球坐标系下的表达式为：

式中的与直角坐标的转换关系为：

其中，M是视轴指向个数；假定星敏感器视场角为θ_FOV，则其在单位球面的面积a_FOV为：

又已知单位球面表面积为4π，则为保证天球覆盖足够充分，视轴指向个数M应满足：

在各个视场中，首先确定稠密天区和稀疏天区的恒星数量判决阈值N₁和N₂；随后，判定基本截止星等以内恒星的个数：

1)若多于N₁颗，则判定为稠密天区，将最亮的N₁颗恒星选入导航星库；

2)若少于N₂颗，则判定为稀疏区，判断该区域内暗于基本截止星等且亮于候选截止星等的恒星个数；

①若恒星数量大于等于N₁-N₂，则选取最亮的若干颗候选恒星，将该区域恒星数补充至N₂颗；

②若恒星数量小于N₁-N₂，则把所有候选恒星都选入导航星库；

3)其它情况时，则判定为一般天区，不进行增减操作；

S6:相对亮星的判定

遍历每颗导航恒星，以该恒星为中心得到θ_FOV视场的圆形区域；设定相对亮星排名阈值N_bright；记录下该区域内所有导航恒星的视星等信息，并进行排序，若该恒星排名在N_bright位之前，则该恒星为相对亮星；反之亦然；

S7:星间角距数据库生成

在所有相对亮星构成的子集合中遍历任两颗星之间的角距，若数值小于等于则记录下两颗星的序号和对应角距值。