星敏感器鏡頭與探測(cè)面間距離自主識(shí)別方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種星敏感器鏡頭與探測(cè)面間距離自主識(shí)別方法，利用星敏感器星點(diǎn)位置估算鏡頭與探測(cè)面間距離，其包括如下步驟：星點(diǎn)識(shí)別；理論星點(diǎn)距離與實(shí)測(cè)星點(diǎn)距離計(jì)算；鏡頭與探測(cè)面間距離計(jì)算。本發(fā)明可以在星敏感器鏡頭與探測(cè)面間距離發(fā)生變化后，自主識(shí)別并補(bǔ)償，從而保證姿態(tài)測(cè)量精度，這將極大增強(qiáng)星敏感器的環(huán)境適應(yīng)性，進(jìn)一步拓寬星敏感器應(yīng)用市場(chǎng)。該算法簡單，易于實(shí)現(xiàn)，對(duì)于星敏感器其它各項(xiàng)功能的正常完成無影響。
【專利說明】
星敏感器鏡頭與探測(cè)面間距離自主識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用星敏感器星點(diǎn)位置估算鏡頭與探測(cè)面間距離的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 星敏感器姿態(tài)測(cè)量精度高，在空間飛行器上的應(yīng)用廣泛。除噪聲等效角外，星敏感 器測(cè)量誤差還包括低頻誤差，而低頻誤差往往是由于工作溫度變化引起產(chǎn)品光學(xué)系統(tǒng)參數(shù) 變化，主要是光學(xué)鏡頭與探測(cè)面間距離變化造成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提出一種星敏感器鏡頭與探測(cè)面間距 離自主識(shí)別方法，通過星點(diǎn)位置之間的關(guān)系估算鏡頭與探測(cè)面間距離，從而消除光學(xué)鏡頭 與探測(cè)面間距離變化引起姿態(tài)測(cè)量誤差，改善產(chǎn)品使用適應(yīng)性。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種星敏感器鏡頭與探測(cè)面間距離自 主識(shí)別方法，其中，鏡頭與探測(cè)面間距離變化后的實(shí)際距離為：
[0006] f為通過標(biāo)定得到的鏡頭與探測(cè)面間的初始距離；
[0007] Af為鏡頭與探測(cè)面間距離的變化量；
[0008] d為通過導(dǎo)航星庫得到的任意兩個(gè)星點(diǎn)距離的理論值；
[0009] d'為這兩個(gè)星點(diǎn)的實(shí)際距離，其與這兩個(gè)星點(diǎn)在距離變化后探測(cè)面上兩個(gè)對(duì)應(yīng)像 點(diǎn)間的距離相等。
[0010] 優(yōu)選地，所述的任意兩個(gè)星點(diǎn)是星敏感器視場(chǎng)內(nèi)的任意兩顆恒星。
[0011] 優(yōu)選地，任意兩個(gè)星點(diǎn)距離的理論值d，與這兩個(gè)星點(diǎn)在距離變化前探測(cè)面上兩個(gè) 對(duì)應(yīng)像點(diǎn)間的距離相等。
[0012] 優(yōu)選地，將星敏感器視場(chǎng)內(nèi)識(shí)別出的n個(gè)星點(diǎn)n>l，兩兩組合得到nX(n-l)/2個(gè) 組，根據(jù)第j組中兩個(gè)星點(diǎn)間距離的理論值和實(shí)際距離4和d/，計(jì)算第j組對(duì)應(yīng)的鏡頭與探 測(cè)面間距離的變化量AfJ:
[0014]其中，j依次為l、."nX (n_l)/2,相應(yīng)得到di、......dnx(n-1)/2，di'、......d' nx(n-1)/2,計(jì) 算各組Af j的均值:
[0016] 綜上所述，本發(fā)明基于星點(diǎn)識(shí)別以及理論星點(diǎn)距離與實(shí)測(cè)星點(diǎn)距離計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì) 鏡頭與探測(cè)面間距離的計(jì)算。
[0017] 本發(fā)明采用的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)和有益效果是：
[0018] 本發(fā)明所述星敏感器鏡頭與探測(cè)面間距離的自主識(shí)別方法，可以在星敏感器鏡頭 與探測(cè)面間距離發(fā)生變化后，自主識(shí)別并補(bǔ)償，從而保證姿態(tài)測(cè)量精度，這將極大增強(qiáng)星敏 感器的環(huán)境適應(yīng)性，進(jìn)一步拓寬星敏感器應(yīng)用市場(chǎng)。該算法簡單，易于實(shí)現(xiàn)，對(duì)于星敏感器 其它各項(xiàng)功能的正常完成無影響。
【附圖說明】
[0019] 圖1是鏡頭與探測(cè)面距離變化前后光路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 以下將結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0021] 對(duì)于星點(diǎn)識(shí)別及理論星點(diǎn)距離與實(shí)測(cè)星點(diǎn)距離的計(jì)算，均屬于星圖識(shí)別范疇，本 文不贅述，以下重點(diǎn)說明鏡頭與探測(cè)面間距離的計(jì)算過程。
[0022] 如圖1所示，star 1、star2為星敏感器視場(chǎng)內(nèi)任意兩顆恒星，si、s2為距離變化前原 探測(cè)面上的像點(diǎn)，si"、s2"為距離變化后探測(cè)面上的像點(diǎn)。si'、s2'是在原探測(cè)面上與si"、 s2"相對(duì)應(yīng)的兩點(diǎn)。
[0023]根據(jù)像點(diǎn)sl"、s2"識(shí)別出星點(diǎn)Starl、Star2后，通過導(dǎo)航星庫可以得至Ijsl、s2間距 離的理論值d，通過計(jì)算si"、s2"間距離，可以得到實(shí)際距離d'，鏡頭與探測(cè)面間初始距離f 可以通過標(biāo)定得到，鏡頭與探測(cè)面間距離變化量Af滿足如下關(guān)系(公式1):
[0025]可以得到鏡頭與探測(cè)面間距離變化后的實(shí)際距離為(公式2):
[0027] 距離變化為（公式3):
[0029] 對(duì)于視場(chǎng)內(nèi)識(shí)別出的n個(gè)星點(diǎn)（n>l)，可以得到nX(n-l)/2組d和d'，即ch…… dnX(n-l)/2,dl，......d ' nX(n-1)/2，通過上述公式得到Af 1......AfnX(n-1)/2，最終得到鏡頭與探測(cè) 面間距離變化量Af的均值(公式4):
[0031] 盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的 描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的 多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種星敏感器鏡頭與探測(cè)面間距離自主識(shí)別方法，其特征在于， 鏡頭與探測(cè)面間距離變化后的實(shí)際距離為：其中，f為通過標(biāo)定得到的鏡頭與探測(cè)面間的初始距離； Af為鏡頭與探測(cè)面間距離的變化量； d為通過導(dǎo)航星庫得到的任意兩個(gè)星點(diǎn)距離的理論值； d'為這兩個(gè)星點(diǎn)的實(shí)際距離，其與這兩個(gè)星點(diǎn)在距離變化后探測(cè)面上兩個(gè)對(duì)應(yīng)像點(diǎn)間 的距離相等。2. 如權(quán)利要求1所述的星敏感器鏡頭與探測(cè)面間距離自主識(shí)別方法，其特征在于，所述 的任意兩個(gè)星點(diǎn)是星敏感器視場(chǎng)內(nèi)的任意兩顆恒星。3. 如權(quán)利要求1所述的星敏感器鏡頭與探測(cè)面間距離自主識(shí)別方法，其特征在于，任意 兩個(gè)星點(diǎn)距離的理論值d，與這兩個(gè)星點(diǎn)在距離變化前探測(cè)面上兩個(gè)對(duì)應(yīng)像點(diǎn)間的距離相 等。4. 如權(quán)利要求1所述的星敏感器鏡頭與探測(cè)面間距離自主識(shí)別方法，其特征在于，將星 敏感器視場(chǎng)內(nèi)識(shí)別出的η個(gè)星點(diǎn)η>1，兩兩組合得到nX(n-l)/2個(gè)組，根據(jù)第j組中兩個(gè)星 點(diǎn)間距離的理論值和實(shí)際距離山和山'，計(jì)算第j組對(duì)應(yīng)的鏡頭與探測(cè)面間距離的變化量Λ fj：其中，j依次為 1、···!!X (n-1 )/2，相應(yīng)得到di、......dnx(n-1)/2，di'、......d'nx( n-1)/2，計(jì)算各 組Afj的均值& :
【文檔編號(hào)】G01C21/02GK105928510SQ201610554365
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年7月14日
【發(fā)明人】吳德安, 周勝良, 高四宏, 李正軍, 于梅, 於偉民, 黃衛(wèi)東
【申請(qǐng)人】上海航天控制技術(shù)研究所