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星敏感器高动态下自主星跟踪算法

李葆华 陈希军 郑循江 泮宏梁

李葆华, 陈希军, 郑循江, 泮宏梁. 星敏感器高动态下自主星跟踪算法[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(1): 190-195.
引用本文: 李葆华, 陈希军, 郑循江, 泮宏梁. 星敏感器高动态下自主星跟踪算法[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(1): 190-195.
Li Baohua, Chen Xijun, Zheng Xunjiang, Pan Hongliang. Autonomous star tracking algorithm with high dynamic spacecraft[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(1): 190-195.
Citation: Li Baohua, Chen Xijun, Zheng Xunjiang, Pan Hongliang. Autonomous star tracking algorithm with high dynamic spacecraft[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(1): 190-195.

星敏感器高动态下自主星跟踪算法

Autonomous star tracking algorithm with high dynamic spacecraft

  • 摘要: 当飞行器大角速度机动时,采用传统的星跟踪算法来提取星像坐标时,必须选取较大的扫描星图区域,从而增加了区域内包含其它星像部分像元或全部像元的可能,需要多次采用星对角距比较来选取正确的星像坐标,因此,在选取正确的星像坐标时增加了误匹配的可能。为此,文中提出一种星敏感器高动态下自主星跟踪算法,首先根据前邻时刻的瞬时姿态来预测下一时刻的输出姿态,再利用预测姿态预测当前时刻恒星在下一时刻的星像坐标,最后扫描在以预测的星像坐标为中心的星图范围内提取实际的恒星星像坐标。这样克服了采用传统星跟踪算法带来的数据更新率低、可能误匹配高甚至不能提取正确地星像坐标的缺点。最后,采用该方法进行了仿真验证以及外场观星试验。
  • [1] Liebe C C. Accuracy performance of star trckers-a tutorial[J]. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2002, 38(2): 587-599.
    [2]
    [3] Liebe C C. Star trackers for attitude determination[J]. IEEE AES Systems Magazine, 1995, 31(6): 10-16.
    [4]
    [5]
    [6] Mortari D. Search-less algorithm for star pattern recognition[J]. The Journal of the Astronautical Sciences, 1997, 45(2): 179-194.
    [7]
    [8] Wang Chen, Wang Hongqiang, Chen Minghua, et al. Effect of image processors noise on magnitude sensitivity of star sensor [J]. Infrared and Laser Engineering, 2008, 37(5): 858-862. (in Chinese)
    [9] 王辰, 王宏强, 陈明华, 等. 成像器噪声对星敏感器星等灵敏度的影响[J]. 红外与激光工程, 2008, 37(5): 858-862.
    [10] Scholl M S. Star field identification algorithm-performance verification using simulated star field [C]//SPIE, 1993, 2019: 275-290.
    [11]
    [12] Lee H J, Oh C S, Bang H CH. Modified grid algorithm for star pattern identification by using star trackers[J]. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2003, 385-391.
    [13] Li Baohua, Zhang Yingchun, Li Huayi, et al. Star map recognition method of star sensor using KMP algorithm[J]. Opto-Electronic Engineering, 2004, 31(1): 9-11.
    [14]
    [15] Liu Zhaoshan, Huang Xin, Liu Guangbin. A convex polygon star pattern identification algorithm for celestial guidance[J]. Opto-Electronic Engineering, 2004, 31(9): 7-10.
    [16]
    [17] Li Deliang, Ruan Jin. Method adapting to the star sensors star extraction[J]. Laser and Infrared, 2009, 39(12): 1348-1350.
    [18] 李葆华, 张迎春, 李化义, 等. 用KMP算法进行星敏感器星图识别的方法[J]. 光电工程, 2004, 31(1): 9-11.
    [19]
    [20] Li Baohua, Zhang Yingchun, Li Huayi, et al. A star tracking algorithm suitable for star sensor[C]//The 6th Asia-Pacific Conference Fundamental Problems of Opto-and Microelectronics, 2006.
    [21]
    [22] 刘朝山, 黄欣, 刘光斌. 凸多边形星图识别算法[J]. 光电工程, 2004, 31(9): 7-10.
    [23]
    [24]
    [25] 李德良, 阮锦. 一种适用于星敏感器的星点提取方法[J]. 激光与红外, 2009, 39(12): 1348-1350.
    [26]
  • [1] 任平川, 周琦, 金荷, 宋卿争, 缪鹏飞.  星敏感器动态精度评价方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20210571-1-20210571-8. doi: 10.3788/IRLA20210571
    [2] 伍雁雄, 乔健, 王丽萍.  长焦距无热化星敏感器光学系统设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(9): 20200061-1-20200061-10. doi: 10.3788/IRLA20200061
    [3] 冯婕, 李豫东, 文林, 郭旗.  CMOS图像传感器辐射损伤导致星敏感器性能退化机理 . 红外与激光工程, 2020, 49(5): 20190555-20190555-7. doi: 10.3788/IRLA20190555
    [4] 孟祥月, 王洋, 张磊, 付跃刚, 顾志远.  大相对孔径宽光谱星敏感器光学镜头设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 718005-0718005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0718005
    [5] 程龙, 王栋, 谷松, 高飞, 杨林, 李林.  星敏感器支撑结构多目标拓扑优化设计与试验 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 520001-0520001(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0520001
    [6] 张尧, 王宏力, 陆敬辉, 何贻洋, 姜伟.  基于粒子群算法的星敏感器光学误差标定方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1017002-1017002(8). doi: 10.3788/IRLA201770.1017002
    [7] 刘源, 谢睿达, 赵琳, 郝勇.  基于机器学习的大视场星敏感器畸变在轨标定技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1217004-1217004(9). doi: 10.3788/IRLA201645.1217004
    [8] 王宏力, 何贻洋, 陆敬辉, 杨阳, 陈俊宇.  星敏感器安装误差的三位置法地面标定方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1113003-1113003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1113003
    [9] 李健, 张广军, 魏新国.  多视场星敏感器数学模型与精度分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1223-1228.
    [10] 陆敬辉, 王宏力, 袁宇, 崔祥祥, 许哲.  均匀快速的导航星选取方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 348-353.
    [11] 崔祥祥, 王宏力, 陆敬辉, 乔兴, 邓长智, 张勇, 赵爱罡.  适用于小视场星敏感器的导航星表构建方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1249-1253.
    [12] 张磊, 何昕, 魏仲慧, 梁国龙.  星图分布对星敏感器最小二乘姿态精度的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1836-1841.
    [13] 吴峰, 沈为民, 朱锡芳, 陈宇恒, 许清泉.  通过扩展编程模拟星敏感器光学系统成像方法的研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1561-1567.
    [14] 孙亚辉, 耿云海, 王爽.  星敏感器像平面移位误差的分析与校正 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3321-3328.
    [15] 梁冬生, 刘朝晖, 刘文, 袁辉, 刘夫成.  航空飞行器天文自主导航定位技术 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 3020-3025.
    [16] 江帆, 王忠素, 陈立恒, 吴清文, 郭亮.  星敏感器组件的热设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3740-3745.
    [17] 魏新国, 李延鹏, 李健, 江洁.  多视场星敏感器近地轨道自主定位导航方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1812-1817.
    [18] 刘朝山, 刘光斌, 杨波, 周浩.  弹载星敏感器像移模型及其仿真分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1311-1315.
    [19] 任秉文, 金光, 王天聪, 钟兴, 张鹏.  机载全天时星敏感器参数设计及实验 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 1003-1010.
    [20] 孙高飞, 张国玉, 高玉军, 王凌云, 苏拾, 付芸, 王向东.  星敏感器地面标定设备的设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2822-2827.
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出版历程
  • 刊出日期:  2012-01-25

星敏感器高动态下自主星跟踪算法

摘要: 当飞行器大角速度机动时,采用传统的星跟踪算法来提取星像坐标时,必须选取较大的扫描星图区域,从而增加了区域内包含其它星像部分像元或全部像元的可能,需要多次采用星对角距比较来选取正确的星像坐标,因此,在选取正确的星像坐标时增加了误匹配的可能。为此,文中提出一种星敏感器高动态下自主星跟踪算法,首先根据前邻时刻的瞬时姿态来预测下一时刻的输出姿态,再利用预测姿态预测当前时刻恒星在下一时刻的星像坐标,最后扫描在以预测的星像坐标为中心的星图范围内提取实际的恒星星像坐标。这样克服了采用传统星跟踪算法带来的数据更新率低、可能误匹配高甚至不能提取正确地星像坐标的缺点。最后,采用该方法进行了仿真验证以及外场观星试验。

English Abstract

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