基于最近邻星间距离特征矢量的全天星图识别方法技术

本发明专利技术公开了一种基于最近邻星间距离特征矢量的全天星图识别方法，所述方法包括：基于观测星图，提取所述观测星图的特征矢量；所述观测星图是指待识别的星图；基于星表，构建多个导航星模板，提取各个所述导航星模板的模板特征矢量；所述导航星模板是将星表中所有高于星敏感器可观测最低亮度的恒星作为导航星构建的；确定所述观测星图的特征矢量与各个所述模板特征矢量的相似度，将相似度最高的所述模板特征矢量对应的导航星模板的中心导航星作为所述观测星图的主星。本发明专利技术的方法，充分利用观测星图中观测星之间的相对位置关系，减少观测星图旋转、观测星图边缘伪星、缺失星等误差对星图识别结果的干扰。误差对星图识别结果的干扰。误差对星图识别结果的干扰。

【技术实现步骤摘要】
基于最近邻星间距离特征矢量的全天星图识别方法


[0001]本专利技术涉及星敏感器图像模式识别领域，具体涉及一种基于最近邻星间距离特征矢量的全天星图识别方法。

技术介绍

[0002]星敏感器通过敏感恒星辐射，采用星图识别方法，获取星图中恒星在导航星库中的身份信息，即恒星在天球坐标系中的位置，建立星敏感器本体坐标系与天球坐标系之间的转换关系，以确定航天器的三轴姿态。
[0003]根据有无先验姿态信息，星图识别方法分为局部星图识别和全天星图识别。在具备先验姿态信息的情况下，航天器的粗三轴姿态已知，星敏感器拍摄的观测星图在天球中的粗略位置可以确定，采用局部星图识别法，根据星图特征与导航星库进行匹配，识别星图中恒星在局部天区中的位置。在不具备先验姿态信息的情况下，采用全天星图识别法，识别、匹配的区域为全天区，用于识别的范围更大，要求提取的星图特征之间具备区分度，相比于局部星图识别，更为复杂。
[0004]全天星图识别算法分为子图同构识别及图像模式识别两类。星敏感器的观测星图中，图像边缘的伪星、缺失星噪声以及图像旋转误差是影响星图识别准确度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于最近邻星间距离特征矢量的全天星图识别方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1：基于观测星图，提取所述观测星图的特征矢量；所述观测星图是指待识别的星图；步骤S2：基于星表，构建多个导航星模板，提取各个所述导航星模板的模板特征矢量；所述导航星模板是将星表中所有高于星敏感器可观测最低亮度的恒星作为导航星构建的；步骤S3：确定所述观测星图的特征矢量与各个所述模板特征矢量的相似度，将相似度最高的所述模板特征矢量对应的导航星模板的中心导航星作为所述观测星图的主星。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1，包括：步骤S11：将所述观测星图中距离所述观测星图中心最近的星作为初选主星；将所述初选主星作为当前星；所述观测星图中除所述初选主星外的其他星组成备选星集合；所述观测星图的特征矢量初始化为[0]；步骤S12：从所述备选星集合中选取距离所述当前星的欧氏距离最近的一颗星，将该星作为当前星，将所述当前星与上一当前星之间的欧式距离记入所述观测星图的特征矢量的尾部；将所述当前星从所述备选星集合中删除；步骤S13：若所述备选星集合为空，输出所述观测星图的特征矢量，方法结束；否则，进入步骤S12。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2，包括：步骤S21：以耶鲁亮星星表作为星表，选取星表中所有亮度高于星敏感器最低可观测亮度的恒星构成导航星库；设置导航星模板的尺寸为与所述观测星图一致；步骤S22：对所述导航星库中的每颗导航星，分别执行以下操作：将所述导航星作为中心导航星，所述中心导航星在天球坐标系中的位置作为星敏感器观测的视轴指向；将所述中心导航星邻域内所有亮度高于星敏感器最低可观测亮度的恒星投影于像平面，生成以所述中心导航星为中心的星图，作为导航星模板；步骤S23：提取各个所述导航星模板的模板特征矢量D
k
，k为所述导航星模板的编号。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据以下公式实现将所述导航星邻域内所有亮度高于星敏感器最低可观测亮度的恒星投影于像平面：式中：u
i
为恒星i的成像在星敏感器像平面横轴u上的坐标；v
i
为恒星i的成...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜笛，卢成志，许凯航，胡琳，矫轲，丁意桐，郝志雅，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：