[发明专利]一种高动态下恒星星像恢复方法

摘要

本发明涉及一种高动态下恒星星像恢复方法，如下：首先根据前两帧的姿态信息预测当前帧的姿态，预测当前帧的姿态和恒星天球下的赤经和赤纬计算恒星当前帧的星像中心；其次根据当前帧的姿态和前一帧的姿态分别计算的光轴指向，并计算出这两个光轴指向的夹角，利用公式(FOV是星敏感器视场，PIX是星敏感器图像传感器面阵大小，η是光轴指向之间的夹角)计算恒星星像分布半径R，以计算恒星星像中心，在恒星星像分布半径范围内，把恒星星像“平移”成“连续”的分布，恒星星像“平移”后，恒星星像的服从二维高斯分布，可以采用二维高斯函数来表示；最后采用重心法来提取恒星星像坐标。本发明提高了星敏感器的灵敏度，同时提高了恒星星像坐标的精度。

主权项

1.一种高动态下恒星星像恢复方法，其特征在于，方法如下：(1)：利用当前帧T₁的姿态四元素q和上帧T₂的姿态四元素q′，计算当前帧星敏感器的光轴指向和上帧星敏感器的光轴指向(2)：利用方向矢量和计算星敏感器前帧T₁和上帧T₂光轴指向之间的夹角η=acos(O→1·O→2)---(1)]]>(3)：利用公式(2)，计算恒星星像分布半径R；R=η×FOVPIX---(2)]]>其中FOV是星敏感器视场，PIX是星敏感器图像传感器面阵大小；(4)：利用当前帧T₁的姿态四元素q和上帧T₂的姿态四元素q′，计算这两时刻之间的姿态机动四元素Δq；(5)：利用当前帧四元数q和姿态机动四元素Δq，计算星敏感器下帧T₃时刻的姿态四元数q″′；(6)：利用姿态四元数q″′，计算星敏感器下帧T₃时刻的光轴指向(A，D)以及滚动角θ；(7)：根据当前视场恒星的天球坐标(α，δ)和光轴指向(A，D)以及滚动角θ，计算该恒星在下帧T₃时刻在星敏感器像平面内恒星星像中心(x′，y′)；(8)：以恒星星像中心(x′，y′)为中心，以恒星星像分布半径R的范围内，搜索所有连续的恒星像元；(9)：如果恒星像元在恒星星像中心(x′，y′)的左边，判断该恒星像元右边临近像元是否是背景像元，如果是背景，把该恒星星像元右移，直到该像元的右边临近像元不是背景像元为止；(10)：如果恒星像元在恒星星像中心(x′，y′)的右边，判断该恒星像元左边临近像元是否是背景像元，如果是背景，把该恒星星像元左移，直到该像元的左边临近像元不是背景像元为止；(11)：如果恒星像元在恒星星像中心(x′，y′)的上边，判断该恒星像元下边临近像元是否是背景像元，如果是背景，把该恒星星像元下移，直到该像元的下边临近像元不是背景像元为止；(12)：如果恒星像元在恒星星像中心(x′，y′)的下边，判断该恒星像元上边临近像元是否是背景像元，如果是背景，把该恒星星像元上移，直到该像元的上边临近像元不是背景像元为止；(13)：如果恒星像元在恒星星像中心(x′，y′)的左上边，判断该恒星像元右下边临近像元是否是背景像元，如果是背景，把该恒星星像元右下移，直到该像元的右下边临近像元不是背景像元为止；(14)：如果恒星像元在恒星星像中心(x′，y′)的左下边，判断该恒星像元右上边临近像元是否是背景像元，如果是背景，把该恒星星像元右上移，直到该像元的右上边临近像元不是背景像元为止；(15)：如果恒星像元在恒星星像中心(x′，y′)的右下边，判断该恒星像元左上边临近像元是否是背景像元，如果是背景，把该恒星星像元左上移，直到该像元的左上边临近像元不是背景像元为止；(16)：如果恒星像元在恒星星像中心(x′，y′)的右上边，判断该恒星像元左下边临近像元是否是背景像元，如果是背景，把该恒星星像元左下移，直到该像元的左下边临近像元不是背景像元为止；(17)：采用重心法提取该恒星星像坐标。