一种基于卷帘曝光帧间关联的星敏感器提高姿态更新率方法技术

本发明专利技术公开了一种基于卷帘曝光帧间关联的星敏感器提高姿态更新率方法，包括：(1)根据连续星图(设为第p‑1帧和第p帧)，获取在第p帧星图中星点质心位置，解算星点沿图像水平方向(X)和竖直方向(Y)的平均速度；(2)以第p帧星图中间行的曝光时刻为基准，对上、下半帧中的星点进行位置校正，解算一次星敏感器姿态；(3)基于步骤(2)的星点位置校正方式，根据第p帧星图与第p+1帧星图的星点质心位置，更新在第p+1帧星图中星点平均速度，以第p+1帧星图的第1行曝光时刻为基准，对第p帧星图的下半帧和第p+1帧星图的上半帧中的星点进行位置校正，解算一次星敏感器姿态，依次每间隔半帧星图更新一次姿态，实现星敏感器姿态的连续估计，提升了星敏感器姿态更新率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于卷帘曝光帧间关联的星敏感器提高姿态更新率方法
本专利技术涉及一种连续帧星图的星敏感器姿态解算方法，尤其涉及一种基于卷帘曝光帧间关联的星敏感器提高姿态更新率的方法。
技术介绍
星敏感器是通过观测太空中恒星方位来实现航天器自主姿态测量的核心部件，在对地遥感、空间探测等航空航天任务中扮演着重要角色。现有大多数国内外星敏感器姿态更新率是10Hz-20Hz，随着航天技术的高速发展，尤其是在高分辨率对地观测等领域对星敏感器的姿态更新率提出了更高的需求。传统的星敏感器主要采用全局曝光模式，由于星敏感器所敏感的恒星能量很弱，需要较长的曝光时间，限制了星敏感器姿态更新率的提升。专利CN201310053052.0提出了一种基于卷帘曝光成像的星敏感器的姿态确定方法，该方法中，利用运动姿态递推估计和单星点测量信息融合，进行姿态和角速率的迭代求解。该方法中未涉及利用星点运动速度进行星点位置校正的方式对连续帧的卷帘曝光星图进行姿态解算的方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：一种基于卷帘曝光帧间关联的星敏感器提高姿态更新率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于卷帘曝光帧间关联的星敏感器提高姿态更新率方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：/n步骤(1)、设置星敏感器为卷帘曝光模式，获取卷帘曝光模式下的连续两帧星图，设为第p-1帧和第p帧，其中已知星图的列数为W，行数为H，设置卷帘模式每行曝光时长为t

【技术特征摘要】
1.一种基于卷帘曝光帧间关联的星敏感器提高姿态更新率方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤(1)、设置星敏感器为卷帘曝光模式，获取卷帘曝光模式下的连续两帧星图，设为第p-1帧和第p帧，其中已知星图的列数为W，行数为H，设置卷帘模式每行曝光时长为tr，图像每行曝光起始时刻间隔为Δt，图像第p帧第H行曝光起始时刻与第p+1帧第1行曝光起始时刻间隔为Δt，提取第p-1帧和第p帧星图星点的质心坐标，获取第p帧星图沿水平方向(X)和竖直方向(Y)平均速度
步骤(2)、以第p帧星图中间行(即第H/2行)曝光时刻为基准，对第p帧星图上、下半帧中的星点进行位置校正，解算中间行曝光时刻对应的星敏感器姿态；
所述步骤(2)的具体过程为：
第p帧星图中n个星点的质心坐标集为以星图的中间行曝光时刻为基准，对该帧上、下半帧的星点质心位置进行校正：



则对应于中间行曝光时刻的星点真实坐标为：



解算该曝光时刻的星敏感器姿态；
步骤(3)提取第p+1帧星图星点质心坐标集根据第p帧和第p+1帧星图中星点的位置获取第p+1帧星图中各星点沿X...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵汝进，何隆东，刘恩海，林玲，杨世洪，周向东，颜坤，马跃博，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51