[发明专利]一种快速和高鲁棒性自主恒星识别方法

摘要

本发明是一种快速和高鲁棒性自主恒星识别方法，该方法包括下列步骤：首先从所有观测星对中找出与其匹配次数最多的导航星对，生成匹配矩阵；其次确认匹配矩阵中两两匹配对之间的匹配关系，生成匹配确认矩阵；最后依据匹配确认矩阵计算最大匹配组，得到识别结果。本发明具有识别速度快、鲁棒性好、识别概率高、误识别率低且算法实现的代价低，识别容错率高的优点。

主权项

一种快速和高鲁棒性自主恒星识别方法，其特征在于包括步骤如下：（1）根据星敏感器视场，选出导航星两两之间夹角小于等于星敏感器视场的导航星对，并计算每个导航星对的夹角余弦值，生成导航星对角距表；（2）对所有观测星按能量从大到小进行排序，所述观测星为星图中用于与导航星进行匹配识别的星点；（3）计算观测星两两之间的夹角余弦值，生成观测星对角距表；（4）利用K矢量法选出与每个观测星对匹配的导航星对，其匹配的导航星对需同时满足以下两个条件：a）导航星对角距与观测星对角距差的绝对值小于等于角距匹配阈值；b）导航星对中的导航星星等与观测星对中观测星的星等差的绝对值小于等于星等匹配阈值；满足上述条件的导航星对组成候选导航星对角距表；（5）从候选导航星对角距表中找出与观测星对匹配次数最多的导航星对，组成匹配矩阵基；（6）依据观测星个数确定匹配阈值，并根据匹配阈值计算匹配矩阵；（7）根据匹配矩阵生成匹配确认矩阵，同时计算导航星对和观测星对匹配时的角距匹配误差矩阵；（8）根据角距匹配误差矩阵计算匹配矩阵中每个匹配对的匹配误差平均值；（9）根据匹配确认矩阵计算最大匹配组，所述最大匹配组为匹配矩阵中所有两两满足互匹配的匹配组中匹配组元素个数最大的匹配组，最大匹配组的最小维数为3；（10）对最大匹配组进行判断，若最大匹配组存在，则识别成功，进入步骤（12），否则进入步骤（11）；（11）对步骤（6）中的匹配阈值进行如下判断：若匹配阈值大于最小匹配阈值，则匹配阈值自动减1，并回到步骤（6）；若匹配阈值小于等于最小匹配阈值，则最大匹配组不存在，识别失败，进入步骤（13）；（12）根据最大匹配组计算最终匹配组，所述最终匹配组中元素为识别成功的匹配对的序号，与匹配矩阵中的匹配对序号相对应，查找匹配矩阵可得到识别成功的观测星序号及与其对应的导航星序号；（13）结束本次识别。