[发明专利]星上自然地标库优化选择策略

摘要

本发明公开一种星上自然地标库优化选择策略，涉及航天器自主导航技术领域。该方案利用层次分析法(AHP)将模型分为上下两层。上层优化模型是结合卫星过顶预测技术对地标覆盖性进行分析；下层优化模型利用Nd不变算法(DPNIA)实现对地标库的优化。本发明解决了现有技术中利用图像进行自主导航时自然地标库匹配效率不高以及星上存储空间受限的问题，从而极大地提高了基于自然地标的自主导航的实时性，并降低了星上地标库的存储空间要求，为基于自然地标的自主导航技术的应用奠定基础。

主权项

一种星上自然地标库优化选择策略，其特征在于：流程如下利用层次分析法将优化模型分为上下两层；上层优化模型：(1)利用Google Earth搜集具有容易识别特性的自然地标，将这些地标和对应的地标经纬度信息组成原始的自然地标库；(2)根据航天器预定轨道参数，将自然地标作为目标点利用过顶预测理论从而得到覆盖性分析结果，该结果中包括这个轨道下每个自然地标被覆盖到的次数、起始时间、终止时间和持续时间；(3)利用MATLAB编写程序，判断原始地标库中的地标是否在覆盖分析结果中，如果不在覆盖分析结果中，则说明该地标是冗余的，反之，则说明该地标是有效的，必须保留用作下一层模型的原始数据，进行进一步的优化；下层优化模型：(1)在上层模型得到的自然地标库基础上，建立型有序表；(2)对步骤1中建立的有序表，首先计算它的坏点数Nd，并且把原始数据进行备份；(3)尝试将每个记录进行删除，并同时测试是否符合Nd不变性规则，如果不符合该规则，则表示此记录有意义，这时将数据恢复到删除该条记录以前的状态，相反，如果记录删除之后符合Nd不变性规则，则表明该条记录没有作用则这个记录删除；(4)如果所有记录都被测试过，则算法结束，根据最终剩下的型有序表中所有的自然地标，建立最终优化的自然地标库；其中：地标名称利用符号P表示，P(i)表示的是Ts(i)所对应地标的标识符；λ表示地标的经度信息，λi代表的是自然地标P(i)所对应的经度信息；表示的是地标的纬度信息，表示自然地标P(i)所对应的纬度信息；起始时间Ts代表某个地标被航天器观测到的开始时间，Ts(i)的含义是按照“起始时间”从小到大排序的第i个“起始时间”；时间间隔Δt定义为在覆盖结果中按照起始时间Ts从小到大排序，Δt(i)的含义是Ts(i‑1)和Ts(i)之间的间隔，用公式表示为Δt(i)＝Ts(i)‑Ts(i‑1)；坏点Pd，当Δt(i)＞0.5h时，该时刻对应的P(i)则为坏点；坏点数Nd是坏点Pd的个数；元素e为一个至少含有{P，Ts}的元素；集合S是关于元素e的集合，即e∈S；型有序表是在集合S的基础上按照Ts从小到大排序得到的一张表。