星敏感器镜头与探测面间距离自主识别方法技术

本发明专利技术涉及一种星敏感器镜头与探测面间距离自主识别方法，利用星敏感器星点位置估算镜头与探测面间距离，其包括如下步骤：星点识别；理论星点距离与实测星点距离计算；镜头与探测面间距离计算。本发明专利技术可以在星敏感器镜头与探测面间距离发生变化后，自主识别并补偿，从而保证姿态测量精度，这将极大增强星敏感器的环境适应性，进一步拓宽星敏感器应用市场。该算法简单，易于实现，对于星敏感器其它各项功能的正常完成无影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用星敏感器星点位置估算镜头与探测面间距离的技术。
技术介绍
星敏感器姿态测量精度高，在空间飞行器上的应用广泛。除噪声等效角外，星敏感器测量误差还包括低频误差，而低频误差往往是由于工作温度变化引起产品光学系统参数变化，主要是光学镜头与探测面间距离变化造成。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提出一种星敏感器镜头与探测面间距离自主识别方法，通过星点位置之间的关系估算镜头与探测面间距离，从而消除光学镜头与探测面间距离变化引起姿态测量误差，改善产品使用适应性。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是提供一种星敏感器镜头与探测面间距离自主识别方法，其中，镜头与探测面间距离变化后的实际距离为： f + Δ f = f × d ′ d ]]>f为通过标定得到的镜头与探测面间的初始距离；△f为镜头与探测面间距离的变化量；d为通过导航星库得到的任意两个星点距离的理论值；d’为这两个星点的实际距离，其与这两个星点在距离变化后探测面上两个对应像点间的距离相等。优选地，所述的任意两个星点是星敏感器视场内的任意两颗恒星。优选地，任意两个星点距离的理论值d，与这两个星点在距离变化前探测面上两个对应像点间的距离相等。优选地，将星敏感器视场内识别出的n个星点n＞1，两两组合得到n×(n-1)/2个组，根据第j组中两个星点间距离的理论值和实际距离dj和dj’，计算第j组对应的镜头与探测面间距离的变化量△fj： Δf j = f × d j ′ d j - f ]]>其中，j依次为1、…n×(n-1)/2，相应得到d1、……dn×(n-1)/2，d1’、……d’n×(n-1)/2，计算各组△fj的均值 Δ f ‾ = Σ j = 1 n × ( n - 1 ) / 2 Δf j n × ( n - 1 ) / 2 ]]>综上所述，本专利技术基于星点识别以及理论星点距离与实测星点距离计算，实现对镜头与探测面间距离的计算。本专利技术采用的方法与现有技术相比，其优点和有益效果是：本专利技术所述星敏感器镜头与探测面间距离的自主识别方法，可以在星敏感器镜头与探测面间距离发生变化后，自主识别并补偿，从而保证姿态测量精度，这将极大增强星敏感器的环境适应性，进一步拓宽星敏感器应用市场。该算法简单，易于实现，对于星敏感器其它各项功能的正常完成无影响。附图说明图1是镜头与探测面距离变化前后光路图。具体实施方式以下将结合实例对本专利技术作进一步说明。对于星点识别及理论星点距离与实测星点距离的计算，均属于星图识别范畴，本文不赘述，以下重点说明镜头与探测面间距离的计算过程。如图1所示，star1、star2为星敏感器视场内任意两颗恒星，s1、s2为距离变化前原探测面上的像点，s1”、s2”为距离变化后探测面上的像点。s1’、s2’是在原探测面上与s1”、s2”相对应的两点。根据像点s1”、s2”识别出星点star1、star2后，通过导航星库可以得到s1、s2间距离的理论值d，通过计算s1”、s2”间距离，可以得到实际距离d’，镜头与探测面间初始距离f可以通过标定得到，镜头与探测面间距离变化量△f满足如下关系(公式1)： f f + Δ f = d d ′ ]]>可以得到镜头与探测面间距离变化后的实际距离为(公式2)： f + Δ f = f × d ′ d ]]>距离变化为(公式3)： Δ f = f × d ′ d - f ]]>对于视场内识别出的n个星点(n＞1)，可以得到n×(n-1)/2组d和d’，即d1……dn×(n-1)/2，d1’……d’n×(n-1)/2，通过上述公式得到△f1……△fn×(n-1)/2，最终得到镜头与探测面间距离变化量△f的均值(公式4)： Δ f ‾ = Σ j = 1 n × ( n - 1 ) / 2 Δf j本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种星敏感器镜头与探测面间距离自主识别方法，其特征在于，镜头与探测面间距离变化后的实际距离为：f+Δf=f×d′d]]>其中，f为通过标定得到的镜头与探测面间的初始距离；△f为镜头与探测面间距离的变化量；d为通过导航星库得到的任意两个星点距离的理论值；d’为这两个星点的实际距离，其与这两个星点在距离变化后探测面上两个对应像点间的距离相等。

【技术特征摘要】
1.一种星敏感器镜头与探测面间距离自主识别方法，其特征在于，镜头与探测面间距离变化后的实际距离为： f + Δ f = f × d ′ d ]]>其中，f为通过标定得到的镜头与探测面间的初始距离；△f为镜头与探测面间距离的变化量；d为通过导航星库得到的任意两个星点距离的理论值；d’为这两个星点的实际距离，其与这两个星点在距离变化后探测面上两个对应像点间的距离相等。2.如权利要求1所述的星敏感器镜头与探测面间距离自主识别方法，其特征在于，所述的任意两个星点是星敏感器视场内的任意两颗恒星。3.如权利要求1所述的星敏感器镜头与探测面间距离自主识别方法，其特征在于，任意两个星点距离的理论值d，与这两个星点在距离变化前探测面上两个对应像点间的距离相等。4.如权利要求1所述的星敏感器镜头与探测面间距离自主识别方法，其特征在于，将星敏感器视场内识别出的n个星点n＞1，两两组合得到n×(n-1)/2个组，根据第j组中两个星点间距离的理论值和实际距离dj和dj’，计算第j组对应的镜头与探测面间距离的变化量△fj： Δf j = f × d j ...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴德安，周胜良，高四宏，李正军，于梅，於伟民，黄卫东，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31