星點(diǎn)快速提取與高精度定位技術(shù)研究.pdf

1、星光導(dǎo)航是天文導(dǎo)航中的一種，它通過(guò)星敏感器獲取當(dāng)前星體的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)而確定航天器的姿態(tài)和位置。星圖定位和識(shí)別算法是星光導(dǎo)航中的關(guān)鍵技術(shù)，星光導(dǎo)航的精度和實(shí)時(shí)性取決于星圖定位的精度和星圖識(shí)別的快速性。
　　 近年來(lái)，隨著我國(guó)航天技術(shù)的發(fā)展和對(duì)深空探測(cè)的需求，對(duì)導(dǎo)航的定位精度和實(shí)時(shí)性也提出了更高的要求，因而深入研究星點(diǎn)高精度定位與快速提取技術(shù)具有非常重要的意義。
　　 本文結(jié)合高精度星敏感器實(shí)際需求，重點(diǎn)研究星敏感器高精度星

2、圖定位算法與快速星點(diǎn)提取與識(shí)別技術(shù)。具體工作包括4部分:星圖預(yù)處理、高精度質(zhì)心定位算法、星點(diǎn)快速提取和序列星圖顫振探測(cè)。
　　 星圖預(yù)處理包括星圖濾波和星圖分割。在比較常用濾波算法濾波效果的基礎(chǔ)上，選用維納濾波算法對(duì)星圖進(jìn)行去噪處理。分割閾值對(duì)星點(diǎn)目標(biāo)的定位精度影響很大，文中對(duì)現(xiàn)有的閾值分割方法進(jìn)行了系統(tǒng)的比較，提出一種加權(quán)迭代閾值算法，根據(jù)星點(diǎn)數(shù)目和質(zhì)心精度要求，選取不同的權(quán)值，可獲得合適的分割閾值。
　　 星點(diǎn)目標(biāo)的

3、亞像素定位是星圖處理的關(guān)鍵技術(shù)，常用方法有質(zhì)心法、帶閾值的質(zhì)心法，線(xiàn)性插值法和高斯曲面擬合法等。本文在比較當(dāng)前常用的質(zhì)心法精度與兼顧算法速度的基礎(chǔ)上，選擇加權(quán)質(zhì)心法來(lái)提取星點(diǎn)目標(biāo)的質(zhì)心坐標(biāo)。
　　 星圖中星點(diǎn)坐標(biāo)提取一般采用連通域標(biāo)記法，然后運(yùn)用亞像元細(xì)分定位算法對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行運(yùn)算，得到各個(gè)星點(diǎn)的位置和亮度信息。本文在灰度投影算法的基礎(chǔ)上，提出了一種基于灰度曲線(xiàn)差分極值的星點(diǎn)快速提取算法，只需對(duì)灰度投影曲線(xiàn)做一次差分運(yùn)算，即可快