一种星点质心坐标的确定方法技术

一种星点质心坐标的确定方法，步骤为：(1)获取星敏感器对应的焦距、星敏感器中心点位置、不同转台位置、以及在不同转台位置分别对应的星点质心坐标；(2)获取不同转台位置分别对应的星点质心坐标的采集范围；(3)从不同转台位置中获取有效转台位置；(4)在有效转台位置采集多次星点质心坐标并根据多次星点质心坐标得到所述有效转台位置对应的星点质心坐标平均值；(5)获取所述有效转台位置对应的有效星点质心坐标范围；(6)从在所述有效转台位置采集的多次星点质心坐标中获取位于有效星点质心坐标范围内的星点质心坐标，并将位于有效星点质心坐标范围内的星点质心坐标的平均值确定为所述有效转台位置对应的星点质心坐标。

A method for determining the centroid coordinates of the stars

A method to determine the centroid coordinates of the following steps: (1) acquisition of star sensor corresponding to the focal length, star center, as well as in different position, different turntable turntable centroid coordinates respectively; (2) the star centroid coordinates corresponding to the different turntable position gets the collection scope; (3) from the different position to obtain effective turntable turntable; (4) in a series of star centroid coordinates acquisition turntable position according to the centroid coordinates mean centroid coordinates repeatedly obtain the effective table corresponding to the position; (5) to obtain the effective turntable position corresponding effective centroid coordinate range; (6) from the the effective centroid coordinates for multiple turntable acquisition in centroid coordinate effective centroid coordinates of the range, and will be located in the effective centroid coordinates. The average value of the centroid coordinates of the stars in the enclosure is determined as the centroid coordinates of the site corresponding to the position of the effective turntable.

【技术实现步骤摘要】
一种星点质心坐标的确定方法
本专利技术属于星敏感器测量
，涉及一种星点质心坐标的确定方法。
技术介绍
星敏感器是当前卫星平台测量精度最高的姿态测量敏感器，其测量精度的高低直接反映卫星的姿态精度。因此，需要不断提高星敏感器测量精度，星敏感器内方位元素的精确测量是保证星敏感器精度的重要环节，而星敏感器内方位元素是根据不同转台位置分别对应的星点质心坐标进行确定的，因此星点质心坐标的精度影响到星敏感器精度。目前，在进行不同转台位置分别对应的星点质心坐标的确定时，直接将实时采集的星点质心坐标作为不同转台位置分别对应的星点质心坐标，并进一步获取星敏感器内方位元素，然而由于星点质心坐标的采集环境存在干扰，并且获取的星点质心坐标也可能存在跳变异常现象，这些干扰因素均会影响到采集的星点质心坐标的采集精度，因此现有星点质心坐标的确定方法的误差较大，进而导致星敏感器内方位元素的测量精度较低。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种星点质心坐标的确定方法，可以解决现有星点质心坐标的确定方法的误差较大，进而导致星敏感器内方位元素的测量精度较低的问题。本专利技术的技术解决方案是：一种星点质心坐标的确定方法，包括如下步骤：(1)获取星敏感器对应的焦距、星敏感器中心点位置、不同转台位置、以及在不同转台位置分别对应的星点质心坐标；(2)根据星敏感器对应的焦距、星敏感器中心点位置、不同转台位置，获取不同转台位置分别对应的星点质心坐标的采集范围；(3)从不同转台位置中获取对应的星点质心坐标位于星点质心坐标采集范围内的有效转台位置；(4)在所述有效转台位置采集多次星点质心坐标并根据多次星点质心坐标得到所述有效转台位置对应的星点质心坐标平均值；(5)根据所述星点质心坐标平均值以及在所述有效转台位置采集的多次星点质心坐标，获取所述有效转台位置对应的有效星点质心坐标范围；(6)从在所述有效转台位置采集的多次星点质心坐标中获取位于有效星点质心坐标范围内的星点质心坐标，并将位于有效星点质心坐标范围内的星点质心坐标的平均值确定为所述有效转台位置对应的星点质心坐标。进一步地，所述获取不同转台位置分别对应的星点质心坐标的采集范围的方法为：根据公式进行计算，其中，x'、y'为不同转台位置分别对应的星点质心坐标的采集范围，r为预置的采集范围常数系数，x0，y0为星敏感器中心点坐标，f为星敏感器对应的焦距，v为单位星矢量[0；0；1]经转台旋转后得到的星矢量，v(1)为星矢量v中的第一行矩阵元素，v(2)为星矢量v中的第二行矩阵元素，v(3)为星矢量v中的第三行矩阵元素，为在不同转台位置分别对应的转台位置矩阵，为不同转台位置。进一步地，获取所述有效转台位置对应的有效星点坐标范围的方法为：根据公式进行计算，其中，Rx，Ry为以星点质心坐标平均值为圆心构成的圆的半径，X0，Y0为所述有效转台位置对应的星点质心坐标平均值，Xi，Yi为第i次采集到的有效转台位置对应的星点质心坐标，N为采集次数；将所述圆对应的坐标范围作为有效转台位置对应的有效星点坐标范围。进一步地，从不同转台位置中获取对应的星点质心坐标位于对应的星点质心坐标的采集范围内的有效转台位置的方法为：当转台位置对应的星点质心坐标中存在至少两个星点质心坐标位于对应的星点质心坐标采集范围内时，若转台位置对应的至少两个星点质心坐标中不在坏像元列表的星点质心坐标的个数为1个，则将所述转台位置确定为有效转台位置，所述坏像元列表中保存有预置采集异常像素点对应的星点质心坐标。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术通过结合转台运动轨迹和星敏感器各项参数，对星点质心坐标的采集范围进行预测，从各转台位置中筛选出可以采集到星点质心坐标的有效转台位置，提高了星点质心坐标的采集精度和采集有效性，进而提高了星敏感器内方位元素的测量精度和抗干扰能力。(2)本专利技术根据有效转台位置对应的星点质心坐标平均值以及在有效转台位置采集的多次星点质心坐标，实时确定每一个转台位置对应的有效星点质心坐标范围，并根据每一个转台位置对应的有效星点质心坐标范围对每一个转台位置点对应的星点质心坐标进行粗大误差点剔除，确保采集得到的星点质心数据的有效性和精度。附图说明图1为本专利技术方法的流程框图；图2为本专利技术提供的星敏感器系统示意图；图3为星点质心坐标的采集范围逻辑示意图。具体实施方式下面结合图1对本专利技术提供的方法进行详细阐述：1.自主记录星敏感器内方位元素测量实验过程数据及参数，其中，实验过程采用的系统可以如图2所示。a)数据处理计算机与星敏感器通过通信串口相连，获取星敏感器各项参数及过程数据：星敏感器对应的焦距f、星敏感器中心点坐标(x0，y0)、探测器温度、机壳温度、镜头温度以及不同转台位置分别对应的星点质心坐标(x，y)；b)数据处理计算机与恒星模拟光源通过网口相连，控制并自主记录光源参数：星等、波长、色温；c)数据处理计算机与二维转台通过网口相连，控制二维转台并记录转台位置数据：转台位置2.根据星敏感器对应的焦距、星敏感器中心点位置、不同转台位置，获取不同转台位置分别对应的星点质心坐标的采集范围。a)以星敏感器的视场的零像素点为坐标原点建立坐标系，根据焦距f、星敏感器中心点坐标(x0，y0)、转台相对位置信息求解预测星点坐标(x,y)。具体地，首先假设x轴旋转的正方向使得y轴坐标增加，y轴旋转的正方向使得x轴坐标减小，得到绕x轴旋转的公式Rx，绕y轴旋转的公式Ry。其中为转台x轴的转动角度，为转台y轴的转动角度，得到公式此时星点坐标(x,y)预测公式为：其中，v为单位星矢量经转台旋转后得到的星矢量，v(1)为星矢量v中的第一行矩阵元素，v(2)为星矢量v中的第二行矩阵元素，v(3)为星矢量v中的第三行矩阵元素。b)由a)中得到的预测星点坐标(x,y)以及采集范围的半径r,求解采集范围，公式如下：3、从不同转台位置中获取对应的星点质心坐标位于星点质心坐标采集范围内的有效转台位置。a)由说明书附图3可得，当采集范围中没有星点质心时，确认当前运行错误，并累加错误次数；b)当采集范围中星点质心数目为1时，确定所述转台位置为有效转台位置。c)当采集范围中星点质心数目≥1时，引入坏像元列表。当窗口中不在坏像元列表中的星点质心数目为1时，确定所述转台位置为有效转台位置；其余情况，确认当前运行错误，并累加错误次数；4.筛选删除星点质心坐标跳大值。a)设第i个转台位置对应的星点质心的坐标为(Xi，Yi)，采集次数为N；b)获取星点质心的平均值坐标(X0，Y0)；c)分别对(Xi，Yi)坐标求3倍标准差作为有效星点质心坐标范围的半径Rx，Ry：d)分别以(X0，Y0)为圆心，Rx，Ry为半径画圆，超出圆范围的点为粗大误差点，删除；e)重复b)、c)、d)步骤直到没有粗大误差点；f)将删除后剩余的星点质心坐标的平均值作为有效转台位置对应的星点质心坐标。5.自主内方位元素计算：a)根据有效转台位置对应的星点质心坐标生成内方位元素解算文件；b)由内方位元素解算文件计算得到星敏感器内方位元素，包括：焦距、主点坐标及镜头畸变。本专利技术说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种星点质心坐标的确定方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)获取星敏感器对应的焦距、星敏感器中心点位置、不同转台位置、以及在不同转台位置分别对应的星点质心坐标；(2)根据星敏感器对应的焦距、星敏感器中心点位置、不同转台位置，获取不同转台位置分别对应的星点质心坐标的采集范围；(3)从不同转台位置中获取对应的星点质心坐标位于星点质心坐标采集范围内的有效转台位置；(4)在所述有效转台位置采集多次星点质心坐标并根据多次星点质心坐标得到所述有效转台位置对应的星点质心坐标平均值；(5)根据所述星点质心坐标平均值以及在所述有效转台位置采集的多次星点质心坐标，获取所述有效转台位置对应的有效星点质心坐标范围；(6)从在所述有效转台位置采集的多次星点质心坐标中获取位于有效星点质心坐标范围内的星点质心坐标，并将位于有效星点质心坐标范围内的星点质心坐标的平均值确定为所述有效转台位置对应的星点质心坐标。

【技术特征摘要】
1.一种星点质心坐标的确定方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)获取星敏感器对应的焦距、星敏感器中心点位置、不同转台位置、以及在不同转台位置分别对应的星点质心坐标；(2)根据星敏感器对应的焦距、星敏感器中心点位置、不同转台位置，获取不同转台位置分别对应的星点质心坐标的采集范围；(3)从不同转台位置中获取对应的星点质心坐标位于星点质心坐标采集范围内的有效转台位置；(4)在所述有效转台位置采集多次星点质心坐标并根据多次星点质心坐标得到所述有效转台位置对应的星点质心坐标平均值；(5)根据所述星点质心坐标平均值以及在所述有效转台位置采集的多次星点质心坐标，获取所述有效转台位置对应的有效星点质心坐标范围；(6)从在所述有效转台位置采集的多次星点质心坐标中获取位于有效星点质心坐标范围内的星点质心坐标，并将位于有效星点质心坐标范围内的星点质心坐标的平均值确定为所述有效转台位置对应的星点质心坐标。2.根据权利要求1所述的一种星点质心坐标的确定方法，其特征在于，所述获取不同转台位置分别对应的星点质心坐标的采集范围的方法为：根据公式进行计算，其中，x'、y'为不同台位置分别对应的星点质心坐标的采集范围，r为预置的采集范围常数系数，x0，y0为星敏感器中心点坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡雄超，闫晓军，吴永康，任平川，董时，
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