基于CCD星敏感器的星圖模擬和導(dǎo)航星提取的方法研究.pdf

1、隨著小衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)的日趨成熟，測(cè)量精度高的CCD星敏感器備受青睞，快速而可靠的星圖識(shí)別算法成為姿態(tài)確定系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的部分。由于航天實(shí)驗(yàn)費(fèi)用昂貴，星敏感器的地面調(diào)試、軟件算法的最初模擬，不可能都進(jìn)行實(shí)時(shí)星空拍攝，因此為了調(diào)試和評(píng)價(jià)星圖識(shí)別算法，有必要利用計(jì)算機(jī)在地面上模擬生成星敏感器實(shí)時(shí)拍攝到的星空?qǐng)D片。目前，大量的研究集中在星圖識(shí)別算法上，而對(duì)星圖模擬和星圖提取的研究相對(duì)少的多。因此，本文的研究工作主要是星圖模擬和星圖提取兩方面。首先

2、，介紹了國(guó)內(nèi)外關(guān)于星圖模擬和星圖中星的提取的現(xiàn)狀。對(duì)模擬星圖進(jìn)行了較為深入的理論分析，包括以下幾個(gè)部分：由天球坐標(biāo)向CCD平面坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換；星等到灰度的變換；幾種散焦模型的討論；星云星團(tuán)對(duì)星圖的影響；成像過程中對(duì)星圖產(chǎn)生影響的多個(gè)因素，如宇宙背景的輻射，CCD器件本身的轉(zhuǎn)移噪聲、輸出噪聲、暗電流噪聲和散粒噪聲；圖像經(jīng)過成像系統(tǒng)產(chǎn)生的幾何畸變及運(yùn)動(dòng)模糊等。在具體實(shí)現(xiàn)過程中，根據(jù)“星等每降低一等，亮度增加為前一星等的2.51倍”這一關(guān)系，構(gòu)造

3、了星等到灰度變換的表達(dá)式；對(duì)模擬參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)置并給出了仿真結(jié)果；對(duì)星云星團(tuán)進(jìn)行模擬并給出了仿真結(jié)果；結(jié)合實(shí)際衛(wèi)星的參數(shù)和設(shè)定的星圖間隔時(shí)間，討論是否產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)模糊這一問題，并給出了有運(yùn)動(dòng)模糊的仿真結(jié)果；除了單幅星圖的模擬外，也通過軌道公式得到序列星圖的模擬過程。另外，在分析星圖中的星所成的像和紅外小目標(biāo)圖像中的小目標(biāo)所成的像的共性的基礎(chǔ)上，提出了一種將高通濾波和動(dòng)態(tài)閾值相結(jié)合的星圖中星的提取方法，來完成星圖處理過程中較為耗時(shí)的星圖提取