[发明专利]一种三角形匹配式星敏感器星库的构建方法

摘要

一种三角形匹配式星敏感器星库的构建方法,包括以下步骤：S1:基本截止星等和候选截止星等确定；S2:特殊恒星剔除S3:恒星自行补偿算法S4:邻近恒星角距阈值确定S5:全天球螺旋线遍历S6:相对亮星的判定S7:星间角距数据库生成。

主权项

一种三角形匹配式星敏感器星库的构建方法,其特征在于：包括以下步骤：S1:基本截止星等和候选截止星等确定；假定星敏感器的探测视场角为θFOV，则基本截止视星等Mv‑base与视场内平均恒星数n存在经验关系如式(1)所示：n=6.57e1.08Mv-base1-cos(θFOV2)2---(1)]]>候选截止星等是目标星敏感器光电探测系统所能敏感到的最暗星等，该极限星等根据信噪比约束得出；噪声近似满足正态分布，如式(2)所示：N~(nd,μ(u,v)+nd+nDSNU2+nPRNU2+nFPN2+nKTC2+nADC2)---(2)]]>其中，μ(u,v)是像元信号能量的大小，nd是暗电流噪声，nDSNU是暗电流相应非均一性，nPRNU是光响应非均一性，nFPN是固定模式噪声，nKTC是复位噪声，nADC是量化噪声；S2:特殊恒星剔除包括：1)剔除视星等变化超过0.6mag的恒星；2)剔除距离太阳系近的恒星，该距离由视差角反映，视差角大于50mas则应予剔除；3)剔除恒星自行速度大于1000mas/y的恒星；4)对于提供观测数据不确定度的天文星表，剔除位置不确定度大于100mas和速度信息不确定度大于50mas/y的恒星；S3:恒星自行补偿算法恒星在天文星表观测历元的位置由天球坐标系下的赤经α0和赤纬δ0进行描述。则该方向矢量r0在赤道坐标系下为：r0=cosα0cosδ0sinα0cosδ0sinδ0.---(3)]]>恒星在任意历元下的矢量uB(t)可以表示为：uB(t)＝〈r0+μ0t〉。  (4)其中，自行运动向量μ0为：μ0＝p0μα*0+q0μδ0，  (5)其中，μα*0和μδ0是星表中给出的观测历元的自行量，p0和q0是在r0矢量处赤经和赤纬增量方向，p0=-sinα0cosα00,q0=-cosα0sinδ0-sinα0sinδ0cosδ0---(6)]]>S4:邻近恒星角距阈值确定假定星敏感器的视场角为θFOV，单方向上像元个数为NFOV，星点成像大小为Nstar，则邻近恒星的角距判决阈值θnear为：θnear=3NstarθFOVNFOV---(7)]]>任何相互角距在邻近恒星角距阈值内的恒星都予以剔除；S5:全天球螺旋线遍历为保证指向的均匀分布，采用螺旋线方程在球面天球坐标系下均匀地生成视轴指向；各个视轴指向在球坐标系下的表达式为：式中的与直角坐标的转换关系为：其中，N是视轴指向个数；假定星敏感器视场角为θFOV，则其在单位球面的面积aFOV为：aFOV=2π(1-cosθFOV2)---(10)]]>又已知单位球面表面积为4π，则为保证天球覆盖足够充分，视场数N应满足：N≥104πaFOV=201-cos(θFOV/2)---(11)]]>在各个视场中，首先确定稠密天区和稀疏天区的恒星数量判决阈值N1和N2；随后，判定基本截止星等以内恒星的个数：1)若多于N1颗，则判定为稠密天区，将最亮的N1颗恒星选入导航星库；2)若少于N2颗，则判定为稀疏区，判断该区域内暗于基本截止星等且亮于候选截止星等的恒星个数；①若恒星数量大于等于N1‑N2，则选取最亮的若干颗候选恒星将该区域恒星数补充至N2颗；②若恒星数量小于N1‑N2，则把所有候选恒星都选入导航星库；3)其它情况时，则判定为一般天区，不进行增减操作；S6:相对亮星的判定遍历每颗导航恒星，以该恒星为中心得到θFOV视场的圆形区域。设定相对亮星排名阈值Nbright。记录下该区域内所有导航恒星的视星等信息并按进行排序，若该恒星排名在Nbright位之前，则该恒星为相对亮星；反之亦然；S7:星间角距数据库生成在所有相对亮星构成的子集合中遍历任两颗星之间的角距，若数值小于等于则记录下两颗星的序号和对应角距值。