[发明专利]星敏感器在轨标定方法、装置和存储介质

说明书

本发明公开一种星敏感器在轨标定方法、装置和存储介质。该方法包括：从对整个视场进行成像得到的星图中提取并存储多个第一观测星的星点信息；将所述提取的多个第一观测星与预存的导航星表中的导航星进行匹配操作，查找出与所述导航星相匹配的第二观测星；采用加权系数法计算所述多个第二观测星的平均位置信息；计算所述每一第二观测星的位置与平均位置的差分值；根据所述第二观测星对应的星点信息执行多项式曲面拟合计算或插值计算得到所述整个视场的畸变值。利用本发明的技术方案，可以对星敏感器进行在轨标定，提高星敏感器标定的精度。

技术领域

本发明涉及光学敏感器领域，特别涉及一种星敏感器在轨标定方法、装置和存储介质。

背景技术

星敏感器是航天器姿态测量敏感器中测量精度等级最高的一类。星敏感器通过提取星点、星图、姿态三个方面的参数实现精确定姿。其中，对最终精度构成最大影响因素是星点参数的提取。该提取环节不仅受提取算法的影响，在成像过程中还受各种因素的影响，如光学畸变、扭曲、飞行器环境温度交变、电荷耦合器件(CCD)像元响应退化、航天器运动和振动、杂光、宇宙射线等。由相机畸变模型可知，光学畸变分为镜像畸变、离心畸变、薄棱镜畸变、以及其他因素导致的中心像差。目前，从成像系统原理和各部件的制造工艺来看，无论多么精密的光学器件，由于其制造和安装工艺的局限性的影响，光学镜头都不同程度的出现安装误差、离焦现象、散光、慧差、球差、色差等像差，导致像质变差，图像存在扭曲畸变。另外，在空间轨道等复杂运行环境下，存在温度导致的热变形畸变，使得畸变系数随时间发生变化。

发明内容

本发明实施例提出一种星敏感器在轨标定方法、装置和存储介质，以实现星敏感器的在轨标定，提高星敏感器标定的精度。

本发明实施例提供一种星敏感器在轨标定方法，包括：

从对整个视场进行成像得到的星图中提取并存储多个第一观测星的星点信息，所述星点信息包括：位置信息、信噪比、灰度和星等；

利用所述第一观测星的星点信息，将所述提取的多个第一观测星与预存的导航星表中的导航星进行匹配操作，查找出与所述导航星相匹配的第二观测星，建立每一第二观测星和对应导航星的星对，将每一星对中第二观测星和导航星的位置信息，及所述导航星的星号存储在所述第二观测星对应的星点信息中；

采用网格法将所述第二观测星按其位置信息划分到预定个数的网格区域，采用加权系数法计算所述多个第二观测星的平均位置信息；

根据所述每一星对中所述第二观测星和对应导航星的位置信息和所述平均位置信息，计算所述每一第二观测星的位置与平均位置的差分值，将所述每一第二观测星对应的差分值存储在其所对应的星点信息中；

根据所述第二观测星对应的星点信息执行多项式曲面拟合计算或插值计算得到所述整个视场的畸变值。

本发明实施例提供一种实现星敏感器在轨标定的装置，包括：

图像预处理模块，用于从对整个视场进行成像得到的星图中提取并存储多个第一观测星的星点信息，所述星点信息包括：位置信息、信噪比、灰度和星等；

星对匹配模块，用于利用所述第一观测星的星点信息，将所述提取的多个第一观测星与预存的导航星表中的导航星进行匹配操作，查找出与所述导航星相匹配的第二观测星，建立每一第二观测星和对应导航星的星对，将每一星对中第二观测星和导航星的位置信息，及所述导航星的星号存储在所述第二观测星对应的星点信息中；

星网适配模块，用于采用网格法将所述第二观测星按其位置信息划分到预定个数的网格区域，采用加权系数法计算所述多个第二观测星的平均位置信息；

星网差分模块，用于根据所述每一星对中所述第二观测星和对应导航星的位置信息和所述平均位置信息，计算所述每一第二观测星的位置与平均位置的差分值，将所述每一第二观测星对应的差分值存储在其所对应的星点信息中；