基于CCD星敏感器的星圖模擬和導航星提取的方法研究.pdf

1、隨著小衛(wèi)星應用技術(shù)的日趨成熟，測量精度高的CCD星敏感器備受青睞，快速而可靠的星圖識別算法成為姿態(tài)確定系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的部分。由于航天實驗費用昂貴，星敏感器的地面調(diào)試、軟件算法的最初模擬，不可能都進行實時星空拍攝，因此為了調(diào)試和評價星圖識別算法，有必要利用計算機在地面上模擬生成星敏感器實時拍攝到的星空圖片。目前，大量的研究集中在星圖識別算法上，而對星圖模擬和星圖提取的研究相對少的多。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、，介紹了國內(nèi)外關(guān)于星圖模擬和星圖中星的提取的現(xiàn)狀。對模擬星圖進行了較為深入的理論分析，包括以下幾個部分：由天球坐標向CCD平面坐標的轉(zhuǎn)換；星等到灰度的變換；幾種散焦模型的討論；星云星團對星圖的影響；成像過程中對星圖產(chǎn)生影響的多個因素，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)生的幾何畸變及運動模糊等。在具體實現(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式；對模擬參數(shù)進行了詳細設(shè)置并給出了仿真結(jié)果；對星云星團進行模擬并給出了仿真結(jié)果；結(jié)合實際衛(wèi)星的參數(shù)和設(shè)定的星圖間隔時間，討論是否產(chǎn)生運動模糊這一問題，并給出了有運動模糊的仿真結(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圖像中的小目標所成的像的共性的基礎(chǔ)上，提出了一種將高通濾波和動態(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的星圖提取