[發明專利]一種適用于高動態條件下ICCD星圖的恒星識別方法

有效

• 申請號: 201310335888.X
• 申請日: 2013-08-05
• 公開（公告）號: CN103925922A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 張惟;漆昇翔;馬杰;田金文;孫吉福;王才喜
• 申請（專利權）人: 中國航天科工集團第三研究院第八三五八研究所
• 主分類號: G01C21/02
• 分類號: G01C21/02;G06F17/30
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1.一種適用于高動態條件下ICCD星圖的恒星識別方法，其特征在于，包括以下步驟：?

S1、執行全天三角形一次特征匹配，得到候選導航三角形矩陣；?

S2、根據所述候選導航三角形矩陣執行三角形空間最優二次特征匹配，得到識別結果；?

步驟S1具體包括：?

S11、對在天球上均勻分布的導航星所組成的星表中提取的星點按能量降序排列，取前預設個數的星點構建星敏感器坐標系下的圖像三角形maptri[i]，若三角形maptri[i]邊長滿足[0.5°，5.0°]，且滿足任意兩邊長度差＞0.02°，則進入S12，否則舍棄，繼續構建下一個圖像三角形，若星表中所有星點構造的圖像三角形均參與匹配完畢，則跳出循環，所述星敏感器為采用高靈敏度CCD相機ICCD作為成像器件的星敏感器，i為正整數；?

S12、利用折半查找法，從天球上均勻分布的導航三角形表中查找與圖像三角形maptri[i]的次長邊b滿足匹配誤差容限的導航三角形集合GT[i]，并在集合GT[i]中對圖像三角形maptri[i]的最長邊a和最短邊c進行比較，確定三邊均滿足所述匹配誤差容限的導航三角形，若無滿足條件的導航三角形，則返回步驟S11，繼續構建下一個圖像三角形，若有滿足條件的導航三角形，則進入步驟S13，若集合GT[i]中所有導航三角形均比較完畢，且滿足條件的候選導航三角形數不為0，則返回步驟S11；?

S13、判斷圖像三角形和導航三角形的旋轉方向是否一致，若一致，則將導航三角形放入候選導航三角形子集CaGT[i]，候選導航三角形數+1，返回步驟S12，在GT[i]中尋找下一個滿足誤差容限的導航三角形，所有滿足條件的導航三角形組成候選導航三角形矩陣；若不一致，則直接返回步驟S12，在集合GT[i]中尋找下一個滿足誤差?容限的導航三角形；?

步驟S2具體包括：?

S21、令指針ptr1和指針ptr2分別指向候選導航三角形矩陣的第一行和第二行，并順序掃描這兩個導航三角形子集，判斷其空間關系是否滿足對應圖像三角形之間的空間關系，若子集中所有導航三角形均不滿足要求，則使指針依次順序后移至下一行，并重新掃描，若候選導航三角形矩陣中所有行均遍歷完畢，則進入S25，若存在滿足空間關系的導航三角形，則固定ptr1和ptr2，并計算這兩個導航三角形與圖像三角形之間的空間關系總誤差，如果該誤差值最小，則記錄誤差值，以及對應的圖像三角形和導航三角形的序號，然后進入S22，如果該誤差值不是最小值，則不記錄，直接進入S22；?

S22、建立指針ptr3，指向ptr2的后一行候選導航三角形子集，并順序掃描該子集中的導航三角形，判斷ptr1、ptr2、ptr3之間的空間關系是否滿足對應圖像三角形之間的空間關系；若子集中所有導航三角形均掃描完畢，則返回S21，繼續掃描下一組ptr1和ptr2，若子集中所有導航三角形均不滿足要求，則撤銷ptr3，返回S11，繼續掃描下一組ptr1和ptr2，若存在滿足空間關系的導航三角形，則固定ptr1、ptr2和ptr3，并計算這三個導航三角形與圖像三角形之間的空間關系總誤差，如果該誤差值最小，則記錄誤差值，以及對應的圖像三角形和導航三角形的序號，然后進入S23，如果該誤差值不是最小值，則不記錄，直接進入S23；?

S23、建立指針ptr4，指向ptr3的后一行候選導航三角形子集，并順序掃描該子集中的導航三角形，判斷ptr1、ptr2、ptr3、ptr4之間的空間關系是否滿足對應圖像三角形之間的空間關系，若子集中所有導航三角形均掃描完畢，則返回S22，繼續掃描下一組ptr3，若子集中所有導航三角形均不滿足要求，則撤銷ptr4，返回S22，繼續掃描下一組ptr3，若存在滿足空間關系的導航三角形，則固定ptr1、ptr2、?ptr3和ptr4，并計算這四個導航三角形與圖像三角形之間的空間關系總誤差，如果該誤差值最小，則記錄誤差值，以及對應的圖像三角形和導航三角形的序號，然后進入S24，如果該誤差值不是最小值，則不記錄，直接進入S24；?

S24、建立指針ptr5，指向ptr4的后一行候選導航三角形子集，并順序掃描該子集中的導航三角形，判斷ptr1、ptr2、ptr3、ptr4、ptr5之間的空間關系是否滿足對應圖像三角形之間的空間關系，若子集中所有導航三角形均掃描完畢，則返回S23，繼續掃描下一組ptr4，若子集中所有導航三角形均不滿足要求，則撤銷ptr5，返回S24，繼續掃描下一組ptr4，若存在滿足空間關系的導航三角形，則固定ptr1、ptr2、ptr3、ptr4和ptr5，并計算這五個導航三角形與圖像三角形之間的空間關系總誤差，如果該誤差值最小，則記錄誤差值，以及對應的圖像三角形和導航三角形的序號，然后進入S25，如果該誤差值不是最小值，則不記錄，直接進入S25；?

S25、采用滿足空間關系的導航三角形中數量最多、且總誤差最小的一組圖像和導航三角形作為最終識別結果，返回對應的導航星、圖像三角形、導航三角形信息；若候選矩陣中所有行均遍歷后，滿足空間關系的導航三角形數量＜2，則最優二次匹配失敗。?

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟S2之后還包括三角形匹配后驗的步驟，具體包括：?

S31、根據識別結果解算姿態，并獲得已識別的圖像提取星點和相應的導航星信息；?

S32、根據仿真星圖原理，利用姿態矩陣、視場角、ICCD相機分辨率，將視場內已識別的導航星位置坐標由天球坐標系轉換至圖像坐標系；?

S33、比較已識別星點的仿真星圖位置坐標和真實星圖提取位置坐標，若小于誤差容限，則判斷識別正確，否則，為判斷識別錯誤。?