[发明专利]一种基于降维星表的自主星图识别方法

说明书

一种基于降维星表的自主星图识别方法，通过建立观测星特征向量，建立星表匹配星表，将观测星o的特征向量与导航星特征向量一一进行比较，特征向量中的元素匹配成功的数量最多且大于一定的门限的导航星特征即作为成功的匹配。若匹配失败，则选取距离观测星o次近邻星为星间几何角度计算基准，重新获得观测星的特征向量，再与星表中的特征向量匹配。

技术领域

本发明属于天文导航技术领域，具体为基于降维星表的自主星图识别方法。

背景技术

星敏感器是一种高精度天文导航设备，具有定姿精度高，自主性强，可靠性高等优点，在航空航天飞行器上得到了广泛的应用。自主星图识别是星敏感器实现自主定姿的关键技术，自星敏感器出现之后，自主星图识别方法得到了不断的研究。

自主星图识别是利用星敏感器拍摄的恒星信息，在全天区星表中识别出恒星，确定恒星在惯性系的位置。因此不需要任何姿态信息，就可以完成识别。比较经典的星图识别算法有三角形识别方法、匹配组算法、网格算法，金字塔算法等。以上方法，在一定时期内分别得到了研究应用，但是结合当前应用需求，还需要探索性能更好的星图识别方法。

实际在线应用时，希望识别出的星多，有利于提高精度和可信度；识别率高，有利于实现连续星光定姿；计算速度快，有利于提高星光的更新频率；星表容量小，可以减小信息处理机的成本。

总之，目前现有的自主星图识别算法存在的主要问题有三个：①当测量噪声变化时，鲁棒性差；②导航星库所占的存储空间大；③计算复杂，运算时间较长。

发明内容

针对以上需求，本发明提出的“基于降维星表的自主星图识别方法”，可以方便灵活的识别出星敏感器视场内的星，识别率高，速度快，星表容量小。

本发明通过以下技术方案实现的：

1.建立观测星特征向量

选取距离视场中心最近的观测星o，及距离观测星o最近的邻星a。计算其他观测星到观测星o的距离，以观测星oa为起始边，计算以星o为顶点，其他观测星到星o的连线与oa之间的几何角度(按同一个旋转方向)。获得各个观测星距离观测星o的角距离及距离oa的几何角度，形成一组向量(l₁,θ₁),(l₂,θ₂),…(l_n,θ_n)。计算(l₁,θ₁),(l₂,θ₂),…(l_n,θ_n)在l＝θ上的投影距离d₁,d₂,…d_n。

θ₁为例，计算方法如下，：

并且，

其中(x₀,y₀)，(x₁,y₁)分别为星o,b的星点坐标。

(l₁,θ₁)在l＝θ上的投影距离d₁的计算方法为

2.建立星表

(1)主星表

①导航星选取：

选择满足一定星等条件的导航星组成导航星集合，导航星的星等范围应该包含星敏感器能测量到的(或经过筛选之后的)星等范围。