【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种星图识别和姿态确定方法，具体地说是。
技术介绍
精确的姿态信息是航天器完成航天任务的基础。能够提供姿态信息的测量器件有很多，但是精度最高应用最广泛的是星敏感器。星敏感器的姿态确定过程分为:星空成像、星点提取、星图识别和姿态计算四个步骤。星空成像和星点提取属于星图的预处理阶段，通过阈值分割算法可以将星点信息与星图的背景分离开来，利用连通域法或者多阈值聚类的方法将星点目标区分开来，最后使用质心法或者高斯曲面法等质心提取方法将星点的位置和亮度等信息提取出来。星点的位置和亮度等信息是星图识别阶段最重要的信息，星图识别的结果直接影响到姿态解算的精度。随着星敏感器的发展，出现了许多的星图识别算法，例如三角形算法、多边形算法、栅格算法等。然而目前的星图识别算法都要求视场内的星点达到一定的数目，即使是要求最低的三角形算法也至少需要三颗星才能够进行星图识别，对于视场内只有两颗星或者一颗星的情况无能为力，这就限制了这些算法在小视场星敏感器中的应用。但是在小型卫星上，为了降低成本和体积，小视场星敏感器的应用还是很多的，如果使用传统星图识别和姿态计算方法，当视场内只有一颗或者两颗星时不能够进行星图识别，此时就不能实时输出姿态息。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种视场内只有一颗或者两颗星的情况下也能够实时估计载体的姿态的小视场星敏感器的单星及双星定姿方法。本专利技术的目的是这样实现的:步骤一:判断视场内恒星的数目，若视场内恒星数目不小于3，利用三角形算法进行识别，若识别成功，则计算并输出姿态，否则跳到步骤四；步骤二:若视场内恒星数目为1，利...
【技术保护点】
一种小视场星敏感器的单星及双星定姿方法，其特征是： 步骤一：判断视场内恒星的数目，若视场内恒星数目不小于3，利用三角形算法进行识别，若识别成功，则计算并输出姿态，否则跳到步骤四； 步骤二：若视场内恒星数目为1，利用上一时刻的姿态信息和陀螺输出信息进行星点识别，若识别成功，则结合卡尔曼滤波实时估计当前姿态，否则跳到步骤四； 步骤三：若视场内恒星数目为2，利用上一时刻的姿态信息、陀螺输出信息和星点的亮度和位置信息进行星图识别，若识别成功，用双矢量算法计算姿态，否则跳到步骤四； 步骤四：星图识别失败后利用陀螺信息估计当前时刻姿态。
【技术特征摘要】
1.一种小视场星敏感器的单星及双星定姿方法，其特征是: 步骤一:判断视场内恒星的数目，若视场内恒星数目不小于3，利用三角形算法进行识另O，若识别成功，则计算并输出姿态，否则跳到步骤四； 步骤二:若视场内恒星数目为1，利用上一时刻的姿态信息和陀螺输出信息进行星点识别，若识别成功，则结合卡尔曼滤波实时估计当前姿态，否则跳到步骤四； 步骤三:若视场内恒星数目为2，利用上一时刻的姿态信息、陀螺输出信息和星点的亮度和位置信息进行星图识别，若识别成功，用双矢量算法计算姿态，否则跳到步骤四；步骤四:星图识别失败后利用陀螺信息估计当前时刻姿态。2.根据权利要求1所述的小视场星敏感器的单星及双星定姿方法，其特征是所述若视场内恒星数目为1，利用上一时刻的姿态信息和陀螺输出信息进行星点识别具体包括: 步骤A:根据载体上一时刻的姿态信息和陀螺的输出信息计算载体当前时刻的姿态； 步骤B:利用星敏感器与载体之间的安装矩阵夏|计算星敏感器视轴的方向矢量P ； 步骤C:利用P从星表中选择落入视场中的星，并将其投影到拍摄星图中； 步骤D:利用识别成功星点的位置信息实时估计当前姿态。3.根据权利要求2所述的小视场星敏感器的单星及双星定姿方法，其特征是步骤B具体包括:使用下标b代表载体坐标系，上标i代表惯性坐标系，当前时刻由陀螺计算得到的载体系到惯性坐标系的转换矩阵为用下标s代表星敏感器坐标系，则星敏感器坐标系到惯性坐标系的转换矩阵为C:星敏感器的视轴方向即为星敏感器坐标系的z轴方向，方向矢量P即为C:的第三列元素。4.根据权利要求2所述的小视场星敏感器的单星及双星定姿方法，其特征是步骤C具体包括:生成的投影星图中只有两颗星，拍摄星和投影星；若陀螺和星敏感器都不存在噪声，则拍摄星和其对应的投影星重合，陀螺和星敏感器的噪声在星图中体现为星点的位置噪声，从而使得拍摄星和其投影星不重合；设陀螺按照载体三轴安装，其漂移为1° Λ，星敏感器更...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱华明，孙龙，蔡佳楠，钱林琛，黄蔚，李灏，吴永慧，李通，王海涌，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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