一种基于最简一般子图的星图识别方法技术

本发明专利技术公开一种基于最简一般子图的星图识别方法，包括：建立角距数据库，具体分为导航星的选取、角距数据库以及索引表的建立；选取待识别的观测星，依次定义其中一颗星为主星，通过两轮投票记录主星到余下各星的角距与数据库中导航星对的匹配结果，并初步筛选各观测星的候选星；依次取各观测星的最高票候选星，确定以其为主星的匹配组，并由匹配组的大小选取最简一般子图，然后以匹配组为基础构建同构子图；取同构子图的两颗星，利用双矢量定姿确定旋转矩阵和姿态角，通过重投影验证同构子图并输出观测星的识别结果。本发明专利技术继承了多边形算法的可靠性和组匹配算法的高效性，对星点位置噪声、星等噪声以及假星都有很好的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于最简一般子图的星图识别方法
本专利技术涉及航空航天领域星敏感器技术，特别是涉及一种基于最简一般子图的星图识别方法。
技术介绍
星敏感器是航天器姿态控制系统的重要组成部分，其通过识别星图中的恒星实现航天飞行器的三轴姿态的获取。星敏感器的姿态测量精度可以达到角秒级，在空间飞行器中得到了广泛的应用。星图识别是星敏感器的关键技术。现有的星图识别算法主要分为两大类，一类是以栅格算法、径向环向算法为代表模式识别类算法，一类是以多边形算法和组匹配算法为代表的子图同构类算法。与模式类算法相比，子图同构类算法对观测星数量的要求更低，也更易于实现。同时，该类算法还对噪声具有很好的鲁棒性。子图同构类算法以星为顶点，星与星之间的角距为边，将观测星图视为全天星图的子图，并在全天星图中寻找与观测星图匹配的区域。多边形算法和组匹配算法是两类经典的子图同构类算法。在观测星数量较少的情况下，多边形算法由于对星点角距的利用更为充分，较组匹配算法更为可靠。但是随着观测星数量的增加，多边形子图也愈发复杂，在子图可靠性提升的同时，算法效率也大大降低。此外，数据库本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于最简一般子图的星图识别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n步骤201：建立数据库，具体分为导航星的选取、角距数据库以及索引表的建立；/n步骤202：选取待识别的各观测星，依次定义其中一颗观测星为主星，余下星为伴星，逐一计算主星到各伴星的角距，并配合索引表在角距数据库中搜索与之匹配的角距对，通过两轮投票记录主星到余下各伴星角距的匹配结果，并初步筛选各观测星的候选星；/n步骤203：根据步骤202的角距匹配结果，依次取各观测星的最高票候选星，确定以该候选星为主星的匹配组，根据所述匹配组的大小选取最简一般子图，并以匹配组为基础，通过添加设定数量的辅边构建同构子图；/n步骤204：...

【技术特征摘要】
1.一种基于最简一般子图的星图识别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤201：建立数据库，具体分为导航星的选取、角距数据库以及索引表的建立；
步骤202：选取待识别的各观测星，依次定义其中一颗观测星为主星，余下星为伴星，逐一计算主星到各伴星的角距，并配合索引表在角距数据库中搜索与之匹配的角距对，通过两轮投票记录主星到余下各伴星角距的匹配结果，并初步筛选各观测星的候选星；
步骤203：根据步骤202的角距匹配结果，依次取各观测星的最高票候选星，确定以该候选星为主星的匹配组，根据所述匹配组的大小选取最简一般子图，并以匹配组为基础，通过添加设定数量的辅边构建同构子图；
步骤204：基于步骤203构建的同构子图的主星，同时在构成辅边的伴星中取在步骤202中得票最高的一颗伴星，利用双矢量定姿(TRAID)确定旋转矩阵与姿态角，并通过重投影验证同构子图，以提升算法的鲁棒性，同时实现星图中全部观测星的识别，为更精确的姿态解算提供基础。


2.根据权利要求1所述的基于最简一般子图的星图识别方法，其特征在于，所述步骤203中，最简一般子图具体实现为：
(1)利用期望模型估算任意子图中主星候选星的数量，进而评估子图的有效性；设定导航星均匀地分布在天球，子图以主星、伴星为顶点、星间角距为边，定义主星到伴星的角距为主边，伴星间的角距为辅边，对于任意子图，任取一颗导航星作为子图中主星的候选星，将余下子图拆解成连接不同伴星的角距集合，且每个角距仅属于某个伴星，逐一确定匹配各角距集合的概率，联立并乘以星库...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏新国，刘皓，李健，王刚毅，张广军，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11