[發明專利]一種應用于星敏感器的星表分區和特征建庫方法以及裝置

在審

• 申請號: 201911241986.0
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN110954085A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 穆治亞;王軍;何昕;魏仲慧;張磊;何家維;呂游
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01C21/02
• 分類號: G01C21/02
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

本發明公開了一種應用于星敏感器的星表分區和特征建庫方法，包括：利用天球的內接正二十面體法對星表進行均勻分區，形成分區后的星表；在確定星敏感器視場中部分星點所在的子區域對應的天球子區域，并在所述天球子區域中對導航星進行檢索，提取出導航星的位置信息；將星表中導航星的信息以及導航星之間的位置關系作為特征值構建導航特征庫。本發明還公開了一種應用于星敏感器的星表分區和特征建庫裝置。本發明公開的應用于星敏感器的星表分區和特征建庫方法和裝置具有分區均勻的優點。

技術領域

本發明涉及天文導航技術領域，特別涉及一種應用于星敏感器的星表分區和特征建庫方法以及裝置。

背景技術

星敏感器是一種以赤道慣性系為參考系、以恒星為導航信息源的高精度空間姿態測量裝置，通過拍攝天球上不同位置恒星的圖像，經過信號處理電路提取出星點的位置信息，采用星圖識別算法在導航星庫中尋找觀測星，利用觀測星的方向矢量來確定空間飛行器的姿態信息。

當星敏感器對星空成像時，由于視場大小的限制，其通常只能對某一片天區進行成像，而三角形算法在識別的過程中需要對整個星表進行檢索，嚴重影響了星圖識別的識別速度。為了解決這一問題，現有的做法是把整個天區劃分成若干個子區域，但現有技術中存在著星表分區不均勻，分區程度低的問題。

發明內容

本發明旨在克服現有技術存在的缺陷，本發明采用以下技術方案：

一方面，本發明提供了一種應用于星敏感器的星表分區和特征建庫方法。所述應用于星敏感器的星表分區和特征建庫方法包括步驟：

將整個天區近似為一個球體作為天球，利用所述天球的內接正二十面體法對星表進行均勻分區，形成分區后的星表；

在所述分區后的星表中確定星敏感器視場中部分星點所在的子區域對應的天球子區域，并在所述天球子區域中對導航星進行檢索，提取出導航星的位置信息；

將星表中導航星的信息以及導航星之間的位置關系作為特征值構建導航特征庫。

在一些實施例中，所述利用所述天球的內接正二十面體法對星表進行均勻分區，包括：利用所述天球中心和天球內接正二十面體每個面中三個頂點的連線構成一個錐體，錐體和球面相交并將所述天球表面分成二十個區域，再將所述二十個區域的每一個區域等分成n個子區域。

在一些實施例中，所述n＝(N+1)²，其中N的取值范圍為N∈[0,+∞)。

在一些實施例中，在所述分區后的星表中，所述導航星的信息包括星等、赤經、赤緯、所在天體子區域編號和相鄰子區域的編號。

在一些實施例中，所述將星表中導航星的信息以及導航星之間的位置關系作為特征值構建導航特征庫是通過三角形算法構建。

在一些實施例中，所述導航星之間的位置關系，是指以三個導航星構建的特征三角形的特征值。

在一些實施例中，所述特征值包括所述特征三角形的邊長，以及外接圓和內切圓半徑的乘積。

在一些實施例中，所述特征三角形的邊長為所述導航星之間的星角距。

在一些實施例中，所述將星表中導航星的信息以及導航星之間的位置關系作為特征值構建導航特征庫具體包括步驟：

從星表中選擇三顆導航星并記錄其星號，

計算導航星之間的星角距作為特征三角形的邊長，

根據計算結果判斷三顆導航星是否共線，

若共線則需重新選擇三顆導航星，

若不共線則利用三顆導航星之間的星角距計算特征三角形外接圓和內切圓半徑的乘積，

將特征三角形的全部特征值存儲到導航特征庫中，