[发明专利]一种基于紫外辐射模型的地心矢量方向提取方法

摘要

本发明公开了一种基于紫外辐射模型的地心矢量方向提取方法，包括如下步骤：采集图像，通过采用Sobel微分检测算子计算像素在X方向上和Y方向上梯度值，以得到原图像的梯度图；通过在梯度图上统计像素点的5×5邻域的局部二值模式，通过在LBP特征的所有32种模式中选取4种边缘点特征候选模式，实现边缘点的提取；构建了基于椭球模型的误差函数；通过带入边缘点，采用最小二乘算法迭代求解得到像平面的地心坐标和半径，进而解算得到地心矢量方向和地心距。本发明在中低轨和高轨自主导航过程中通过最小二乘拟合算法解算出地心圆盘中心，能够得到亚像素级的地心位置精度估计。

主权项

1.一种基于紫外辐射模型的地心矢量方向提取方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：通过紫外波段相机在轨道上采集地球图像，得到地球的紫外谱段图像，从原始采集图像、右图像沿X方向和Y方向分别计算像素梯度值，对图像进行梯度图计算，包括Sobel算子梯度计算，并依照梯度值的排序选取边缘候选点；步骤2：对处理得到的梯度图像的逐边缘候选点进行LBP统计量计算，并对边缘候选点梯度统计量进行分析，提取得到的符合地球紫外辐射特性的地球圆盘边缘点；步骤3：构建基于地球圆盘椭球模型的误差函数，将步骤2得到的边缘点在探测器坐标系下的坐标带入函数，进行最小二乘迭代拟合，求解得到亚像素级地心矢量；所述亚像素级地心矢量通过以下步骤计算所得：当轨道为地球静止轨道时：A.在地球静止轨道上估计地心矢量时，由于轨道高度与地球半径变化之间的比例可以忽略，建立不考虑地球扁率的圆球模型的误差函数，考虑紫外波段相机的三轴姿态分别为：滚转角偏航角为φ，俯仰角θ，误差函数为： E s h = Σ i = 1 n A ( x i - x c ) 2 + B ( y i - y c ) 2 + Cz i 2 + 2 D ( x i - x c ) ( y i - y c ) + 2 E ( x i - x c ) z i + 2 F ( y i - y c )