[发明专利]一种基于恒星拍摄的珞珈一号相机-星敏安装标定方法

权利要求书

1.一种基于恒星拍摄的珞珈一号相机-星敏安装标定方法，其特征在于，包括：

S1：从利用相机和星敏同时拍摄的星图中提取恒星星点的位置坐标；

S2：根据提取出的位置坐标，通过星图识别和修正得到恒星在J2000坐标系下的位置；

S3：根据恒星在J2000坐标系下的位置，求取星敏和相机分别在J2000坐标系下的姿态；

S4：根据星敏和相机分别在J2000坐标系下的姿态，对星敏-相机之间的夹角进行标定。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，S1包括：

S1.1：采用对拍摄时段获取的多帧星图进行累加求平均值的方法提取背景噪声，并去除背景噪声，设包含星点的卫星图像亮度值表示为f(x,y)，则k景星图提取的背景噪声B(x,y)为：

S1.2：对步骤S1.1获取的去除背景噪声的星点影像，利用图像阈值分割方法，进行图形背景分割：设t为背景阈值，按照下式原始图像进行阈值分割，得到阈值化处理后的图像F(x,y)，

S1.3：根据步骤1.2中阈值化处理后的图像中属于同一颗星点的像素，通过连通域标记可获得亮度初始位置信息和结束位置信息：(m₁,n₁),(m₂,n₂)；

S1.4：利用灰度平方加权质心法对阈值化处理后的F(x,y)求一阶矩，求得第i颗恒星星点质心亚像元坐标(x_i,y_i)：第i颗恒星星点质心亚像元坐标为星点在星图中的位置坐标。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，S2包括：

S2.1：利用栅格法对珞珈一号01星数据进行星图识别，在g×g大小的网格上进行二值化投影，并对网格元素赋值，网格中有星点的为1，没有星点的为0，生成的网格图像作为该星的模式向量；

S2.2：将观测星生成的模式向量p_si与导航星模式库中的模式向量p_ci进行逻辑与运算，对运算生成的每颗恒星向量求和，当p_si与p_ci一致时，则运算结果为1，否则为0，将g×g范围内所有的运算结果进行统计，最大一致的图像模式所对应的恒星作为识别结果：

S2.3：对因恒星自行产生的位移进行修正，得到修正后的恒星位置。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对因恒星自行产生的位移进行修正，得到修正后的恒星位置，包括：通过下述公式及计算修正后的恒星位置，其中和表示恒星在平历元时刻的位置，Δα和Δδ为恒星每年在赤经和赤纬的自行变化角度，t'表示年数，α_i和δ_i表示第i颗恒星修正后的位置。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，S3包括：

S3.1：根据相机/星敏得到的观测星生成的模式向量p_si与导航星模式库中的模式向量p_ci之间的对应关系，将第i颗恒星在瞬时J2000坐标系下的测量向量表示为：其中(α_i,δ_i)为修正得到的第i颗恒星在瞬时J2000坐标系下的赤经赤纬；

S3.2：通过坐标系间的转换，第i颗恒星在星图上的坐标为(x_i,y_i)，转换到相机/星敏坐标系下的测量向量为：f为相机/星敏光学镜头的主距，(x₀,y₀)为镜头主光轴与像面的交点；

S3.3：在相机/星敏在J2000坐标系下处于某一姿态矩阵时，第i颗恒星在相机/星敏坐标系下的测量向量与在瞬时J2000坐标系下的测量向量之间的关系为：根据TRIAD算法，通过两颗恒星确定姿态矩阵为星敏和相机分别在J2000坐标系下的姿态。