[發(fā)明專利]一種高動態(tài)下星點質(zhì)心誤差補償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410609908.2
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN104318119A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏新國;張廣軍;江潔;譚維;李健
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G01C25/00;G01C21/24
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉;孟卜娟

1.一種高動態(tài)下星點質(zhì)心誤差補償方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟201，三軸角速度的計算，即對三軸角速度分別進行最小二乘法擬合，并對擬合結(jié)果進行卡爾曼濾波；

步驟202，將曝光時間內(nèi)三軸角速度近似用一階多項式表示，將一階多項式積分得到三軸旋轉(zhuǎn)的角度信息，代入星敏感器的旋轉(zhuǎn)矩陣；

步驟203，對星敏感器的旋轉(zhuǎn)矩陣進行二階泰勒展開近似，經(jīng)透視投影變換，得到星點光斑在圖像傳感器上的移動軌跡坐標表達式；

步驟204，對所述移動軌跡坐標表達式進行二階泰勒展開近似，參考質(zhì)心法公式求解星點質(zhì)心坐標，計算出星點質(zhì)心誤差補償量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動態(tài)下星點質(zhì)心誤差補償方法，其特征在于，所述步驟201中的卡爾曼濾波具體為：設(shè)角速度的擬合時間多項式的系數(shù)為系統(tǒng)狀態(tài)向量，以角速度的最小二乘擬合公式建立量測模型，以多項式時間零點的轉(zhuǎn)移建立系統(tǒng)預測模型，對三軸角速度擬合分別進行濾波。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動態(tài)下星點質(zhì)心誤差補償方法，其特征在于，所述步驟202中代入星敏感器的旋轉(zhuǎn)矩陣具體為：

三軸角速度用一階多項式表示后，將其積分可得到曝光時間內(nèi)三軸旋轉(zhuǎn)的角度信息，將星點光斑坐標表示成星敏感器坐標系下的單位方向矢量，將所述角度信息代入旋轉(zhuǎn)矩陣，從而建立星點光斑方向矢量隨時間的運動方程。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動態(tài)下星點質(zhì)心誤差補償方法，其特征在于，所述步驟203中對旋轉(zhuǎn)矩陣的二階泰勒展開的具體為：

由于旋轉(zhuǎn)矩陣的復雜和非線性，對旋轉(zhuǎn)矩陣每個元素進行二階泰勒展開近似，將旋轉(zhuǎn)矩陣每個元素化為角速度參數(shù)的二階時間多項式，這樣就將星點光斑的方向矢量用時間二階多項式表示。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高動態(tài)下星點質(zhì)心誤差補償方法，其特征在于，所述步驟204中對星點軌跡坐標表達式進行二階泰勒展開近似的具體為：

經(jīng)透視投影變換后，星點軌跡坐標表達式分子分母均為二階時間多項式，對其進行二階泰勒展開近似，化為簡單的二階時間多項式，系數(shù)均由角速度參數(shù)表示，計算出星點質(zhì)心和星點理想中心，將星點質(zhì)心和星點理想中心相減得出星點質(zhì)心誤差補償量。