星敏感器星图的高精度星点提取方法

星敏感器硬件电路产生的噪声以及在航天器上应用所面临的复杂恶劣的工作环境,都对星图质量造成严重影响,进而降低星点提取精度.针对上述问题,提出了一种精度高且抗干扰性能好的星点提取方法.首先,采用多窗口抽样自适应阈值分割方法对星图去噪,为后续的星点提取奠定基础;然后,基于改进的灰度交叉投影法进行星点粗提取;最后,利用局部区域生长+高斯曲面拟合法进行星点精提取.改进的灰度交叉投影法能够克服星点范围重叠带来的问题,从而快速准确找到星点的粗略区域,而且可以为局部区域生长提供可靠的"种子"点;局部区域生长法可以保证星点区域的边缘细节能够得到充分保留,这对提高星提取的精度大有益处.仿真实验表明,在噪声标准差为2的仿真条件下,该方法的星点提取精度达到了0.075 5 pixel,相比于扫描法等传统方法,该方法的星点提取精度有大幅提高,而且还具有良好的抗干扰性能,因而对于在强噪声干扰条件下提高星敏感器测量精度具有重要参考价值.

先验信息辅助的运动模糊星图星点提取方法

星敏感器处于高动态环境时所拍摄的星图会出现运动模糊现象,这将会严重影响星敏感器的星点提取精度.针对上述问题,提出了一种基于先验信息直接对高动态环境下的运动模糊星图进行星点提取的方法.首先,利用惯性导航系统和星敏感器的姿态先验信息预测当前运动模糊星图上的星点粗略坐标,将其作为“种子”点进行局部区域生长而获得运动模糊星图上的星像范围;然后,基于惯性导航系统的角速度输出估算星像运动轨迹长度并利用质心法计算星点坐标,根据星像运动轨迹长度与质心法提取误差之间的关系建立运动模糊星图星点提取误差修正模型;最后,基于上述模型对星点坐标进行修正,得到精度较高的运动模糊星图星点坐标.仿真结果表明,相比于先对运动模糊星图进行复原再提取星点坐标的方法,本方法不仅能保证高动态环境下星敏感器的星点提取精度和较好的抗噪性能,同时还能大大减少星敏感器对运动模糊星图的处理时间,这有助于保证星敏感器的数据更新率不受高动态环境太大影响.