一种星敏感器的异步多帧星图融合方法技术

一种星敏感器的异步多帧星图融合方法，包括步骤如下：(1)动态周期性调节星敏感器的图像传感器的曝光时间，连续地记录星敏感器在一段时间内采集的星图数据；(2)提取所采集的星图中的星点信息，确定所有星点的定位精度，剔除定位精度太低的星点；(3)确定不同时刻星图的星点间的相对位移；(4)根据第2步提取的定位精度较高的星点的定位精度，并根据第3步得到的相对位移，将其转换到最新帧的星图指向坐标系，对于在不同星图上的同一个星点数据取以定位精度为权重的平均值；(5)在最新帧的星图指向坐标系下，使用姿态确定算法，完成基于异步多帧星图融合的高精度姿态测量。本发明专利技术能够提高单探头星敏感器的测量精度。

Asynchronous multi star star image fusion method for star sensor

A method of asynchronous multi frame chart of star sensor fusion, which comprises the steps of: (1) the exposure time of the image sensor dynamic periodic adjustment of star sensor, the star sensor acquisition continuously recorded over a period of time in the chart data; (2) the collecting chart star information, determine the positioning accuracy of all the star, excluding the positioning accuracy is too low for star; (3) to determine the relative displacement moment at the same time the star star; (4) according to the location of high positioning accuracy of second step extraction of star precision, and according to the third step phase of displacement, convert it to a new frame chart point coordinates the Department, for the same data in different star on the map in the positioning accuracy of the weight average value; (5) to coordinate in the new frame chart, using the attitude determination algorithm, complete the asynchronous multi frame chart based on melting High precision attitude measurement. The invention can improve the measuring accuracy of a single probe star sensor.

【技术实现步骤摘要】
一种星敏感器的异步多帧星图融合方法
本专利技术涉及一种星敏感器的星图融合方法，属于天文导航

技术介绍
星敏感器是一种用于高精度姿态测量的成像式传感器。它对恒星背景进行采样拍照，然后对成像结果进行提取和识别，以测量其光轴在惯性坐标系下的姿态。随着技术的发展，星敏感器的测量精度不断提高，国外先进水平已经达到亚角秒级别。目前，提高星敏感器测量精度的方法主要是从硬件角度考虑的：a)提高光学系统的视场、焦距等指标；b)提高成像芯片的分辨率、感光能力、降低噪声水平等；c)提高结构的热稳定性。在软件和算法方面，星敏感器的发展相对较慢，其基本的流程一直没有大的变动，即：a)单帧成像，b)星点提取，c)星表搜索匹配，d)相对姿态计算。因为硬件方面的提升已经受限于光学系统、成像芯片和机械结构的工艺水平，所以从软件角度提升星敏感器的性能指标成为重要的方向。星敏感器软件的优化方法主要从上段提到的几个方向开展，例如改善星点提取方法，滤除噪点；提高星表搜索和匹配的速度、正确率；改进姿态计算的算法速度和精度(包括降低星敏感器测量系统的系统误差，如标定残差、坐标系转换误差、星表误差等)。针对星敏感器单帧成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种星敏感器的异步多帧星图融合方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤一、在设定的曝光时间范围内，间隔相同的时间段改变星敏感器的曝光时间，获得t1时刻至tn时刻的星图；n为正整数；步骤二、根据步骤一中得到的n帧星图中的各星点在视场内的位置、星点的形状分布和星点的灰度能量确定每个星点的定位精度值；按照各星点的定位精度值对各时刻星图中的星点数据进行排序，剔除定位精度不满足设定的精度要求的星点；步骤三、分别计算获得t1～tn‑1时刻星图内星点与tn时刻星图内星点的相对姿态及转换矩阵A1～An‑1；步骤四、根据步骤三得到的t1～tn‑1时刻星图内星点与tn时刻星图内星点的相对姿态及转换矩阵，将步骤二中提取...

【技术特征摘要】
1.一种星敏感器的异步多帧星图融合方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤一、在设定的曝光时间范围内，间隔相同的时间段改变星敏感器的曝光时间，获得t1时刻至tn时刻的星图；n为正整数；步骤二、根据步骤一中得到的n帧星图中的各星点在视场内的位置、星点的形状分布和星点的灰度能量确定每个星点的定位精度值；按照各星点的定位精度值对各时刻星图中的星点数据进行排序，剔除定位精度不满足设定的精度要求的星点；步骤三、分别计算获得t1～tn-1时刻星图内星点与tn时刻星图内星点的相对姿态及转换矩阵A1～An-1；步骤四、根据步骤三得到的t1～tn-1时刻星图内星点与tn时刻星图内星点的相对姿态及转换矩阵，将步骤二中提取出的定位精度满足精度要求的星点转换到tn时刻星图的指向坐标系中，获得t1～tn-1时刻星图中各星点在tn时刻星图指向坐标系中的位置坐标；步骤五、在tn时刻星图对应时刻的星敏感器坐标系下，基于步骤四得到的所有星点和所有星点的位置坐标，使用QUEST算法和...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建峰，郑然，程会艳，武延鹏，王艳宝，张腾飞，陈超，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11