[发明专利]一种星点像亚像元定位精度的验证方法

说明书

本发明实施例公开一种星点像亚像元定位精度的验证方法。该验证方法包括确定地球自转360度的周期，待验证光学系统的焦距；将光学系统的主光轴对准赤纬为第一预设值的恒星进行积分，在预设时间间隔内进行多次观测并且在所述观测过程中所述光学系统保持静止不动；采用待验证的亚像元定位算法计算各个星点像的位置并采用距离公式计算相邻两个星像点之间的距离；求取第一次观测时所述恒星的入射光线与光线系统的主光轴的夹角；计算两次相邻观测时间点中地球转过的角度、视轴夹角，以及星像点在像面上的移动距离；计算所述待验证的亚像元定位算法的定位精度。该验证方法具有稳定性和高精度。

技术领域

本发明涉及遥感器光学设计的技术领域，具体涉及一种星点像亚像元定位精度的验证方法。

背景技术

多种以星点像位置信息为观测目标的光学仪器均需要对星点像的定位精度进行测试实验。目前，测试实验的方式包括：采用地面设备和光源进行模拟测试；采用二维转台进行高精度扫描拍摄空间目标的。对于作为定位精度要求很高的仪器，高精度地面的模拟设备不仅需要很大的成本，并且模拟设备的精度会影响整个测量过程精度、影响仪器定位精度的测试。

因此，针对现有技术中定位精度高的模拟设备成本高及高精度稳定性的问题，需要提供一种具有稳定性高精度的星点像亚像元定位精度的验证方法。

发明内容

针对现有技术中定位精度高的模拟设备成本高及高精度稳定性的问题，本发明实施例提供一种具有稳定性高精度的星点像亚像元定位精度的验证方法。该星点像亚像元定位精度的验证方法利用地球作为高精度转动平台观测恒星的星点像，从而能够提供超高精度的扫描精度，并且地球作为恒星的星点像的张角小于0.01角秒，进而能够为仪器提供高精度的点光源。

该星点像亚像元定位精度的验证方法的具体方案如下：一种星点像亚像元定位精度的验证方法包括步骤S1：确定地球自转360度的周期为T，待验证光学系统的焦距为f；步骤S2：将所述光学系统的主光轴对准赤纬为第一预设值的恒星进行积分，积分时间为t₀，在t时间间隔内进行n次观测并且在所述观测过程中所述光学系统保持静止不动，其中，t大于t₀；步骤S3：采用待验证的亚像元定位算法计算各个星点像的位置，获得各个星点像的位置坐标，并采用距离公式计算相邻两个星像点之间的距离；步骤S4：求取步骤S2中的第1次观测时所述恒星的入射光线与所述光线系统的主光轴的夹角；步骤S5：计算所述两次相邻观测时间点中地球转过的角度和所述两次相邻观测的视轴夹角，根据所述地球转过的角度和所述两次相邻观测的视轴夹角计算相邻两次观测的星像点在像面上的移动距离；步骤S6：根据所述相邻两次观测的星像点在像面上的移动距离，计算所述待验证的亚像元定位算法的定位精度。

优选地，所述步骤S3中的距离公式的表达式为

其中，l_k'为第k次两个相邻星像点之间的距离，(x_k,y_k)为第k个星点像的位置坐标。

优选地，所述步骤S4中的求取公式为其中，α为所述恒星的入射光线与所述光线系统的主光轴的夹角，d为星像点到相机焦点的距离，f为待验证光学系统的焦距。

优选地，所述步骤S5中所述两次相邻观测时间点中地球转过的角度的计算公式为Δ＝360·t/T，其中，t为进行n次观测的时间间隔长度，T为地球自转360度的周期。

优选地，所述步骤S5中所述两次相邻观测的视轴夹角的计算公式为其中，Δ为两次相邻观测时间点中地球转过的角度，β为步骤S2中的所述第一预设值。

优选地，步骤S5中的所述移动距离的计算公式为

l_k＝f·(tan(α+kx)-tan(α+(k-1)x),...k∈[1..n-1]，其中，f为待验证光学系统的焦距，α为所述恒星的入射光线与所述光线系统的主光轴的夹角，x为两次相邻观测的视轴夹角。