[发明专利]一种基于角距筛选的星敏感器假星筛除方法

说明书

本发明公开了一种基于角距筛选的星敏感器假星筛除方法，步骤为：(1)将第1帧星图中所有星点记录为初始星点；(2)从第2帧开始，利用星跟踪方法建立每个星点与初始星点的对应关系；(3)比较每帧与初始帧的角距，根据角距变化对角距进行筛选，并更新角距筛选矩阵；(4)利用通过筛选的角距对应的星对对每个星点投票，筛除得票数过低的星点；(5)每帧将经过筛选星点输出，送入后续的星图识别模块。本发明具有以下优点：(1)收敛成功率高，在600颗假星内，收敛成功率在98％以上；(2)收敛速度快，平均只需不超过10帧星图即可筛除所有假星；(3)对假星数量的适应能力强，可从多达700颗假星的星图中筛除所有假星；(4)对假星的筛除不依赖星点的形状信息。

技术领域

本发明涉及天文导航领域星敏感器技术，具体涉及一种基于角距筛选的假星筛除方法。

背景技术

星敏感器是一种在卫星、导弹等载体上广泛应用的姿态测量器件，具有精度高、自主性强、无累积误差等优点。星图识别是星敏感器的关键技术之一，即对相机采集的恒星图像进行识别，找出图像中星点与星库中星点的对应关系。星图识别的鲁棒性直接决定了星敏感器工作的可靠性。

当工作环境较为理想时，目前的星敏感器已能实现长期稳定工作。但当星敏感器遇到如羽流等近距离空间物体的干扰时，其视场内可能出现大量假星，其数量通常可达真星的数十倍，严重干扰星图识别的过程，导致定姿失败。此类假星在视场中缓慢漂移，因此称之为缓飘假星。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种有效筛除缓飘假星的方法，降低假星对星图识别过程的影响，以提高恶劣条件下星敏感器的可靠性。

本发明采用的技术方案为：一种基于角距筛选的假星筛除方法，利用真星在所有帧中角距不变的特点实现假星的筛除，该方法包括以下步骤：

步骤201，将第1帧作为初始帧，其中所有星点记录为初始星点，并初始化角距筛选矩阵；

步骤202，从第2帧开始，利用星跟踪方法建立每个星点与初始星点的对应关系；

步骤203，比较每帧与初始帧的角距，根据角距变化对角距进行筛选，并更新角距筛选矩阵；

步骤204，利用通过筛选的角距对应的星对对每个星点投票，筛除得票数过低的星点；

步骤205，每帧将经过筛选的星点输出，送入后续的星图识别模块。

所述步骤201中初始化角距筛选矩阵具体为：

建立角距筛选矩阵，其第i行第j列的元素表示星点的角距是否在所有帧中均保持不变。矩阵所有元素初始化为1，若某个星对的角距在某帧中发生改变，则对应元素置为0，否则保持为1。

所述步骤202中以星跟踪方法建立星点与初始星点的对应关系具体为：

由于星敏感器自身旋转角速度有限，同一星点在连续两帧星图中的星矢量夹角通常较小，利用这一特点，计算新旧两帧中每对星矢量的角距并与给定门限比较，若该角距值小于给定门限，则说明这两颗星足够接近，并将其序号加入星对集合。

随着时间的累积，同一星点的矢量在新帧与初始帧间的夹角逐渐变大，无法直接采用连续两帧星点的跟踪方法实现星跟踪。为解决这一问题，本发明算法采用如下方法间接建立新帧与第1帧间星点的对应关系，步骤为：

a)在第1帧到来时，首先建立初始帧信息，包括初始星矢量集合和假星集合；

b)当第2帧到来时，用星跟踪方法建立第2帧与初始帧星点的对应关系；

c)当第k帧到来时(其中k≥3)，先建立第k帧与第k-1帧星点的对应关系，再根据第k-1帧与初始帧的关系，求得第k帧与初始帧星点的对应关系。

所述步骤203中对角距进行筛选具体为：