复杂星空背景下的空间目标检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种复杂星空背景下的空间目标检测方法及装置，其中，方法包括以下步骤：获取测量要求，测量要求包括量程、视场角与目标运动速度；获取合作靶标参数，合作靶标参数包括光功率与工作角度；获取星敏感器的工作数据，工作数据包括频率与敏感波长；建立星间测量模型，并设计相对角度测量算法，以获取空间目标检测结果。该方法通过将星敏感器的性能优势应用在空间目标检测上，从而有效地将星敏感器高精度、高更新率的优势发挥在空间检测领域，更为星敏感器的拓展应用提供思路和工程实践。

Space Target Detection Method and Device in Complex Star Background

The invention discloses a space target detection method and device under complex starry background. The method includes the following steps: acquiring measurement requirements, including measurement range, field of view angle and target motion speed; acquiring cooperative target parameters, including optical power and working angle; acquiring star sensor working data, including frequency and sensitivity. Wavelength; Establishment of inter-satellite measurement model and design of relative angle measurement algorithm to obtain space target detection results. By applying the performance advantages of star sensor to space target detection, this method can effectively bring the advantages of high precision and high update rate of star sensor into full play in space detection field, and provide ideas and engineering practice for expanding the application of star sensor.

【技术实现步骤摘要】
复杂星空背景下的空间目标检测方法及装置
本专利技术涉及空间目标检测
，特别涉及一种复杂星空背景下的空间目标检测方法及装置。
技术介绍
星间相对测量技术是卫星精确编队的基础，目前卫星编队任务对于相对位置测量精度的要求较高，已达到厘米级甚至毫米级。测量手段目前有GPS(GlobalPositioningSystem全球定位系统)、微波雷达、激光雷达，视觉等。GPS载波相对位置测量精度较高，对地面点的静态相对定位精度可达10-7～10-8m；微波雷达的误差分为可以标定解决的系统误差和随机误差，在5～7km的基线距离上，测距精度可优于1m，测角精度优于0.01°；激光雷达中光测距雷达测距精度一般为0.5m～0.15m，量程5km；视觉测量方式采用CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconducto感光元件)相机作为核心测量部件，一般配合光学阵列作为飞行器姿态近距离测量，量程在100m之内，测量精度可达毫米级。在采用GPS、激光雷达、微波雷达、视觉等方法进行相对测量时，需要在航天器上负载相关仪器，给卫星增加运行负担和风险。现阶段，一般都会安装星敏感器作为姿态测量部件。星敏感器的原理是利用光学系统成像在CMOS芯片上，得到当前指向的星点角距关系并与恒星星表对比，计算航天器姿态。星敏感器对比于其它卫星姿态敏感部件(太阳敏感器、陀螺、磁强计等)具有精度高、无漂移、功耗低、并且输出具有绝对姿态信息的优点。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种复杂星空背景下的空间目标检测方法，该方法可以有效地将星敏感器高精度、高更新率的优势发挥在空间检测领域，更为星敏感器的拓展应用提供思路和工程实践。本专利技术的另一个目的在于提出一种复杂星空背景下的空间目标检测装置。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种复杂星空背景下的空间目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取测量要求，其中，所述测量要求包括量程、视场角与目标运动速度；获取合作靶标参数，其中，所述合作靶标参数包括光功率与工作角度；获取星敏感器的工作数据，其中，所述工作数据包括频率与敏感波长；建立星间测量模型，并设计相对角度测量算法，以获取空间目标检测结果。本专利技术实施例的复杂星空背景下的空间目标检测方法，通过将星敏感器的性能优势应用在空间目标检测上，从而有效地将星敏感器高精度、高更新率的优势发挥在空间检测领域，更为星敏感器的拓展应用提供思路和工程实践。另外，根据本专利技术上述实施例的复杂星空背景下的空间目标检测方法还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述光功率的计算公式为：PLed光＝ELed×(4πrR2)，其中，E表示光照度，P表示光功率，ELed表示LED的发光强度，PLed光表示LED灯阵的光功率，R表示某个星球的半径。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述建立星间测量模型，进一步包括：根据参数建立所述星间测量模型，其中，在主卫星上安装光学传感器，在从卫星上安装信号源。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，目标与所述星敏感器的距离远大于目标尺寸，以在星敏感器焦平面上投影形成一个能量形状接近星点的目标。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述星敏感器的曝光频率为10Hz。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种复杂星空背景下的空间目标检测装置，包括：第一获取模块，用于获取测量要求，其中，所述测量要求包括量程、视场角与目标运动速度；第二获取模块，用于获取合作靶标参数，其中，所述合作靶标参数包括光功率与工作角度；第三获取模块，用于获取星敏感器的工作数据，其中，所述工作数据包括频率与敏感波长；综合设计模块，用于建立星间测量模型，并设计相对角度测量算法，以获取空间目标检测结果。本专利技术实施例的复杂星空背景下的空间目标检测装置，通过将星敏感器的性能优势应用在空间目标检测上，从而有效地将星敏感器高精度、高更新率的优势发挥在空间检测领域，更为星敏感器的拓展应用提供思路和工程实践。另外，根据本专利技术上述实施例的复杂星空背景下的空间目标检测装置还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述光功率的计算公式为：PLed光＝ELed×(4πR2)，其中，其中，E表示光照度，P表示光功率，ELed表示LED的发光强度，PLed光表示LED灯阵的光功率，R表示某个星球的半径。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述建立星间测量模型，进一步包括：根据参数建立所述星间测量模型，其中，在主卫星上安装光学传感器，在从卫星上安装信号源。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，目标与所述星敏感器的距离远大于目标尺寸，以在星敏感器焦平面上投影形成一个能量形状接近星点的目标。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述星敏感器的曝光频率为10Hz。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术一个实施例的复杂星空背景下的空间目标检测方法流程图；图2为根据本专利技术一个实施例的检测算法设计流程图；图3为根据本专利技术一个实施例的LED灯珠发光角度示意图；图4为根据本专利技术一个实施例的空间检测模型示意图；图5为根据本专利技术一个实施例的目标检测原理示意图；图6为根据本专利技术一个实施例的工程实现算法流程图；图7为根据本专利技术一个实施例的算法实例示意图；图8为根据本专利技术一个实施例的复杂星空背景下的空间目标检测装置的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参照附图描述根据本专利技术实施例提出的复杂星空背景下的空间目标检测方法及装置进行描述，首先将参照附图描述根据本专利技术实施例提出的复杂星空背景下的空间目标检测方法。图1是本专利技术一个实施例的复杂星空背景下的空间目标检测方法流程图。如图1所示，该复杂星空背景下的空间目标检测方法包括以下步骤：在步骤S101中，获取测量要求，其中，测量要求包括量程、视场角与目标运动速度。在步骤S102中，取合作靶标参数，其中，合作靶标参数包括光功率与工作角度。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，光功率的计算公式为：PLed光＝ELed×(4πR2)，其中，E表示光照度，P表示光功率，ELed表示LED的发光强度，PLed光表示LED灯阵的光功率，R表示某个星球的半径。在步骤S103中，获取星敏感器的工作数据，其中，工作数据包括频率与敏感波长。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，目标与星敏感器的距离远大于目标尺寸，以在星敏感器焦平面上投影形成一个能量形状接近星点的目标。可选地，在本专利技术的一个实施例中，星敏感器的曝光频率可以为10Hz。在步骤S104中，建立星间测量模型，并设计相对角度测量算法，以获取空间目标检测结果。需要说明的是，参数建立星间测量模型可以包括双星的相对方位。其中，相对角度测量算法可以包括：类比调制方法提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复杂星空背景下的空间目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取测量要求，其中，所述测量要求包括量程、视场角与目标运动速度；获取合作靶标参数，其中，所述合作靶标参数包括光功率与工作角度；获取星敏感器的工作数据，其中，所述工作数据包括频率与敏感波长；建立星间测量模型，并设计相对角度测量算法，以获取空间目标检测结果。

【技术特征摘要】
1.一种复杂星空背景下的空间目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取测量要求，其中，所述测量要求包括量程、视场角与目标运动速度；获取合作靶标参数，其中，所述合作靶标参数包括光功率与工作角度；获取星敏感器的工作数据，其中，所述工作数据包括频率与敏感波长；建立星间测量模型，并设计相对角度测量算法，以获取空间目标检测结果。2.根据权利要求1所述的复杂星空背景下的空间目标检测方法，其特征在于，所述光功率的计算公式为：PLed光＝ELed×(4πR2)，其中，E表示光照度，P表示光功率，ELed表示LED的发光强度，PLed光表示LED灯阵的光功率，R表示某个星球的半径。3.根据权利要求1所述的复杂星空背景下的空间目标检测方法，其特征在于，所述建立星间测量模型，进一步包括：根据参数建立所述星间测量模型，其中，在主卫星上安装光学传感器，在从卫星上安装信号源。4.根据权利要求1所述的复杂星空背景下的空间目标检测方法，其特征在于，目标与所述星敏感器的距离远大于目标尺寸，以在星敏感器焦平面上投影形成一个能量形状接近星点的目标。5.根据权利要求1所述的复杂星空背景下的空间目标检测方法，其特征在于，所述星敏感器的曝光频率为10Hz。6.一种复杂星空背景下的空间目标检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢飞，尤政，姚超，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11