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适用于星敏感器的星图识别方法 被引量:26
1
作者 陈元枝 郝志航 《光电工程》 CAS CSCD 2000年第5期5-10,共6页
采用星敏感器测卫星姿态是现行方法中精度最高的 ,其关键是星图识别。阐述了只采用观测星的位置信息 ,利用观测星图与导航星表的星对角距进行聚类匹配 ,根据观测星图的连通性进行匹配识别的方法 ;用图论理论解释了星识别过程 ;介绍了导... 采用星敏感器测卫星姿态是现行方法中精度最高的 ,其关键是星图识别。阐述了只采用观测星的位置信息 ,利用观测星图与导航星表的星对角距进行聚类匹配 ,根据观测星图的连通性进行匹配识别的方法 ;用图论理论解释了星识别过程 ;介绍了导航星的选取规则、导航星库的存储内容及采用球矩阵存储和读取导航星库的方法 ;用 1 2 0 MHz主频的微机模拟分析了门限和位置噪声对识别及识别时间的影响。在门限取 0 .0 5°,位置噪声 (单轴 )δ=0 .0 2°以下时 ,在任一区域的识别率达 1 0 0 % ,识别时间平均少于 0 .2 s。 展开更多
关键词 星敏感器 星体识别 导航星库 卫星姿态 星图识别
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改进的基于主星的星图识别算法 被引量:16
2
作者 王海涌 费峥红 张超 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期220-224,共5页
为了建立更高效的星图识别算法,设计了一种以主星与邻星角距为识别特征的星图识别算法。构建了导航星库,将所有邻星与主星角距进行量化编码,并按照从小到大的顺序排列为特征模式字符串,串尾附加字符串长度项为聚簇索引,借以提高导航星... 为了建立更高效的星图识别算法,设计了一种以主星与邻星角距为识别特征的星图识别算法。构建了导航星库,将所有邻星与主星角距进行量化编码,并按照从小到大的顺序排列为特征模式字符串,串尾附加字符串长度项为聚簇索引,借以提高导航星库的检索速度;然后,利用改进的KMP字符串识别方法对观测星进行匹配识别。当存在2 pixels的高斯位置噪声时,该算法成功识别率高于97.38%,导航星库的存储容量为149.4 kB。在Pentium 1.6 GHz PC机上随机识别1 250幅星图,平均识别时间为42.78 ms。此识别算法对观测图像具有旋转不变性,对位置和星等噪声都有很好的鲁棒性,且导航星库的存储容量小、检索效率高、实时性好。 展开更多
关键词 星敏感器 星图识别 字符串匹配 导航星库
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快速星图匹配算法的研究 被引量:16
3
作者 海峰 袁家虎 毛羽国 《光电工程》 CAS CSCD 1998年第6期70-74,共5页
姿态敏感和姿态稳定是卫星的重要技术之一,星体敏感器是目前最高精度的姿态测量技术。对于这种技术,很多文献都进行了讨论,并涌现了许多关于星图匹配行之有效的算法。从这些算法中,提取了几种较好的星体识别算法,又分别比较了它们... 姿态敏感和姿态稳定是卫星的重要技术之一,星体敏感器是目前最高精度的姿态测量技术。对于这种技术,很多文献都进行了讨论,并涌现了许多关于星图匹配行之有效的算法。从这些算法中,提取了几种较好的星体识别算法,又分别比较了它们的优缺点,并在这些算法的基础上,重新提出了另一种新型星图匹配算法(三角形匹配算法),以便提供更可靠、更实时、更独立的星体识别。 展开更多
关键词 小卫星 星体识别 星图匹配
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快速全天自主星图识别 被引量:15
4
作者 张磊 魏仲慧 +1 位作者 何昕 赵宝庆 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期909-915,共7页
为了克服三角形识别算法中三角形因特征维数较低带来的冗余匹配问题,对该算法进行了改进。在利用标记法进行三角形识别的基础上,引入三角形以外的第四颗星,并以其为顶点,与三角形构成假想的四面体,顶点与底面三角形3个点的角距既可作为... 为了克服三角形识别算法中三角形因特征维数较低带来的冗余匹配问题,对该算法进行了改进。在利用标记法进行三角形识别的基础上,引入三角形以外的第四颗星,并以其为顶点,与三角形构成假想的四面体,顶点与底面三角形3个点的角距既可作为识别特征量,也可用于检验识别的结果是否正确。识别算法以星对角距作为主要识别特征,增加星等差为辅助识别特征,减少了对冗余数据的存储,使导航特征库的容量仅有0.4 Mb。在识别过程中,利用散列查找法对识别特征构造散列函数,减少了对导航特征库遍历比较的次数和时间开销,加快了识别过程,平均识别时间为0.43 ms。仿真实验结果表明,该识别算法在较大位置和星等误差时具有较短的识别时间和较高的识别率。 展开更多
关键词 星敏感器 星图识别 三角形算法 散列查找
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基于星敏感器的卫星瞬时姿态计算方法 被引量:13
5
作者 郑万波 夏亮 郝志航 《吉林大学学报(信息科学版)》 CAS 2003年第1期27-30,共4页
在分析星敏感器姿态测量原理的基础上,给出了利用方程组进行姿态计算和平差的方法并予以实现,且对仿真结果进行了分析。结果表明,该方法具有较快的计算速度(0.1ms以下),参与计算的星为5~8颗时满足星敏感器的精度要求,基于星敏感器的卫... 在分析星敏感器姿态测量原理的基础上,给出了利用方程组进行姿态计算和平差的方法并予以实现,且对仿真结果进行了分析。结果表明,该方法具有较快的计算速度(0.1ms以下),参与计算的星为5~8颗时满足星敏感器的精度要求,基于星敏感器的卫星瞬时姿态计算方法可以在实际中应用。 展开更多
关键词 星敏感器 卫星瞬时姿态 姿态测量 姿态计算 计算方法 姿态角
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基于多特征匹配的快速星图识别 被引量:15
6
作者 王军 何昕 +2 位作者 魏仲慧 吕游 穆治亚 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1870-1879,共10页
随着星敏感器探测灵敏度的提高,导航星表中恒星的数量急剧增加,导致星图识别的识别速度和识别率降低。因此,为了提高星图识别的识别速度和识别率,文中在三角形算法的基础上提出了一种基于多特征匹配的快速星图识别算法。首先,采用天球... 随着星敏感器探测灵敏度的提高,导航星表中恒星的数量急剧增加,导致星图识别的识别速度和识别率降低。因此,为了提高星图识别的识别速度和识别率,文中在三角形算法的基础上提出了一种基于多特征匹配的快速星图识别算法。首先,采用天球的内接正二十面体法对预处理后的星表进行分区。然后,将特征三角形的边长以及外接圆和内切圆半径的乘积作为特征值构建导航特征库,并根据后者的哈希函数对特征库进行分块。在识别的过程中,利用观测三角形外接圆和内切圆半径乘积的哈希函数实现导航特征库子块的快速定位,并在该子块内采用多特征匹配的方法得到观测三角形的识别结果,最后根据该结果确定星敏感器视场所包含的天球子区域,并在子区域内完成视场中其它导航星的识别。实验结果表明,文中算法的识别性能与导航特征库的分块数有关,在选择合适的分块数后,与常用三角形算法相比,算法在识别速度,识别率以及对星等误差和假目标的鲁棒性等方面具有明显的优势,算法的平均识别时间和识别率分别为17.161 ms和98.58%,满足星敏感器对高识别速度和识别率的要求。 展开更多
关键词 星敏感器 星图识别 天球分区 多特征匹配
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基于可见/近红外高光谱的八角茴香与莽草无损鉴别 被引量:14
7
作者 王伟 赵昕 +2 位作者 褚璇 鹿瑶 贾贝贝 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期373-379,共7页
基于高光谱成像技术提出了一种八角茴香与其伪品莽草的快速鉴别方法。实验采集400~1000 nm范围的高光谱数据,依据样本和背景像素点的光谱特征差异,选择850 nm和450 nm下的图像并进行差运算,结合阈值法去除背景信息,利用线性拉伸去除样... 基于高光谱成像技术提出了一种八角茴香与其伪品莽草的快速鉴别方法。实验采集400~1000 nm范围的高光谱数据,依据样本和背景像素点的光谱特征差异,选择850 nm和450 nm下的图像并进行差运算,结合阈值法去除背景信息,利用线性拉伸去除样本高度引入的阴影噪声像素点,再结合二值图像区域标记法从样本高光谱数据中自动提取其平均光谱数据;利用平均光谱数据,采用连续投影算法(Successive projections algorithm,SPA)选取了4个最优波长:533、617、665、807 nm;基于最优波长下的光谱数据,建立了偏最小二乘判别(Partial least square discrimination analysis,PLSDA)模型,模型对鉴别八角和莽草的总体准确率为98.4%;利用所建多光谱模型对外部验证集数据进行预测,总体分类准确率为97.9%。利用常规图像处理技术同时对外部验证集数据进行处理,并对两种技术方法进行了比较,结果表明,依托高光谱成像技术建立的八角和莽草辨识的多光谱分析方法简单、高效,易于实现动态在线便携式检测。 展开更多
关键词 八角 莽草 高光谱成像 掺假鉴别
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星敏感器在地面观星实验的结果分析 被引量:12
8
作者 田宏 袁家虎 +3 位作者 李展 张建蓉 林玲 杨洪 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2001年第5期1-4,共4页
星敏感器是为航天飞行器姿态控制系统提供姿态信息的测量系统。室外的实际观星,对检查星敏感器软件算法的正确性和实际星目标探测灵敏度能力,具有重要指导意义。本文介绍了星敏感器在云南天文台进行的观星实验,并对实验结果进行了分析。
关键词 地面观星实验 星敏感器 星图识别 航天飞行器 姿态控制系统
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星敏感器参数分析与自主校正 被引量:13
9
作者 邢飞 董瑛 +1 位作者 武延鹏 尤政 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1484-1488,共5页
星敏感器焦距和主光轴偏心等参数对整个系统产生较大的影响。该文定量地分析了星敏感器星点坐标处理精度、主光轴位置和焦距误差对星图识别的影响,利用观星实验设计了一种自主进行参数校正的方法并给出了设计原则。对APS CM O S星敏感... 星敏感器焦距和主光轴偏心等参数对整个系统产生较大的影响。该文定量地分析了星敏感器星点坐标处理精度、主光轴位置和焦距误差对星图识别的影响,利用观星实验设计了一种自主进行参数校正的方法并给出了设计原则。对APS CM O S星敏感器进行了参数校正,并利用校正后的参数进行观星实验,星图识别成功率达到100%。理论分析和实验结果表明,该方法可用于星敏感器的系统设计和参数的自主校正。 展开更多
关键词 焦距 偏心 星图识别 自主校正
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基于多视场星敏感器的三角形星图识别方法 被引量:11
10
作者 熊雪 王庆 《计算机测量与控制》 北大核心 2014年第1期225-228,共4页
为解决现有基于单星敏感器的星图识别中由于成像视角小,星图恒星数量不足而造成的星图识别率偏低的问题,提高星图识别的准确度和精确度,提出了一种基于多视场星敏感器的改进三角形星图识别方法;该方法通过将相同位置相同时间不同姿态角... 为解决现有基于单星敏感器的星图识别中由于成像视角小,星图恒星数量不足而造成的星图识别率偏低的问题,提高星图识别的准确度和精确度,提出了一种基于多视场星敏感器的改进三角形星图识别方法;该方法通过将相同位置相同时间不同姿态角获得的多幅星图基于星图自身径向特征拼接成一幅多视角、不失真的星图,利用拼接后的星图进行星图识别,同时采用分块方式存储星对角距以及利用哈希查找提高星图识别效率;实验随机识别500幅星图,仿真结果表明,与传统的单视场星图匹配算法相比,该方法具有更高的星图识别率和匹配精度,当星图恒星数量达到30以上时,平均识别率能基本达到97%,且识别速度提高了11倍左右。 展开更多
关键词 多视场星敏感器 星图识别 星图拼接 三角形算法 哈希查找
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基于惯性比特征的三角形星图识别算法 被引量:11
11
作者 樊巧云 陆壮志 +1 位作者 魏新国 李健 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期2838-2843,共6页
为了提高星敏感器的星图识别性能,提出了一种基于惯性比特征的三角形星图识别算法。该算法将导航三角形的形心惯性比和导航三角形最长边的角距值作为匹配特征量,并以此构建导航特征库,采用散列函数的方式搜索导航特征库。由于将三角形... 为了提高星敏感器的星图识别性能,提出了一种基于惯性比特征的三角形星图识别算法。该算法将导航三角形的形心惯性比和导航三角形最长边的角距值作为匹配特征量,并以此构建导航特征库,采用散列函数的方式搜索导航特征库。由于将三角形特征量的维数由三维缩减至二维,该算法具有导航星数据库容量小、搜索匹配速度快的优点。仿真实验表明,在星点位置噪声标准偏差为2像素、星等噪声标准偏差为0.8等的条件下,该算法的识别率均在99%以上,平均识别时间约为1.29ms,和现有三角形算法相比均具有一定的优势。并在地面观星实验中,取得了非常好的效果。 展开更多
关键词 星敏感器 星图识别 三角形算法 惯性比
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基于导航星域和K矢量的快速星图识别算法 被引量:11
12
作者 邢飞 尤政 董瑛 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2302-2308,共7页
星图识别算法是星敏感器的关键技术,快速性和可靠性一直是对其评价的重要指标。提出了基于K矢量查找表和导航星域联合进行超快速星图识别的方法。首先根据星敏感器视场和所能敏感的星等建立全天球导航星表;再依据K矢量的原则对全天的导... 星图识别算法是星敏感器的关键技术,快速性和可靠性一直是对其评价的重要指标。提出了基于K矢量查找表和导航星域联合进行超快速星图识别的方法。首先根据星敏感器视场和所能敏感的星等建立全天球导航星表;再依据K矢量的原则对全天的导航星按照星对角距进行分类,建立星对角距所对应导航星的K矢量和K矢量查找表。利用星敏感器视场中的4颗星构成6组星对角距,将其中的5组星对角距所对应K矢量查找表域的星对组进行导航星表域(简称导航星域)的变换,根据另外一组星对角距所对应的K矢量查找表域的值对前面5组导航星域的值同时进行索引比较,直接找到了满足条件的4颗导航星,即完成全天的星图识别。最后,通过计算机仿真,实验室模拟和真实星空实验三个层次验证了此方法的可靠性和快速性。 展开更多
关键词 星图识别 星敏感器 导航星域 K矢量 真实星空
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一种亮星识别算法及其在天文定向中的应用 被引量:11
13
作者 詹银虎 郑勇 +2 位作者 张超 李铸洋 张中凯 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期257-263,273,共8页
基于全站仪对任意亮星的观测采样,提出了一种利用高度角序列和水平角速率进行联合匹配的任意亮星识别算法。通过引入天体地平坐标计算程序,算法可正确辨别行星和恒星。本文分析了任意亮星高度角和水平角速率的观测误差和计算误差,以此... 基于全站仪对任意亮星的观测采样,提出了一种利用高度角序列和水平角速率进行联合匹配的任意亮星识别算法。通过引入天体地平坐标计算程序,算法可正确辨别行星和恒星。本文分析了任意亮星高度角和水平角速率的观测误差和计算误差,以此给出了匹配阈值条件的设定依据,并在此基础上制定了有效的匹配策略。仿真计算及实际观测试验均表明,该算法具有100%的识别成功率,远优于现有算法。将此算法应用于任意亮星天文定向,定向结果的内符合精度达到2″,外部检核精度达到1.6″。采用多颗任意亮星进行定向,可有效减弱由测站位置误差引入的定向系统误差,提高绝对定向精度。本文提出的天文定向适用于多云及雾霾天气。 展开更多
关键词 天文定向 恒星识别 任意亮星
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基于星图识别的空间目标快速天文定位 被引量:11
14
作者 张磊 何昕 +1 位作者 魏仲慧 郭敬明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期3074-3080,共7页
本文提出了一种基于星图识别的快速定位算法用于加快空间目标的定位速度和提高定位精度。首先,采集当前图像的拍摄时刻和编码器角度值,运用天文定位三角形建立的地平坐标系与地惯坐标系的转换关系,计算设备视轴在地惯坐标系中的指向;然... 本文提出了一种基于星图识别的快速定位算法用于加快空间目标的定位速度和提高定位精度。首先,采集当前图像的拍摄时刻和编码器角度值,运用天文定位三角形建立的地平坐标系与地惯坐标系的转换关系,计算设备视轴在地惯坐标系中的指向;然后,由视轴指向所在的天区,提取出该天区所有的导航星与特征库;结合有初始指向的局部星图识别建立图像中背景恒星星像与导航星的对应关系。最后,根据小孔成像原理,通过已识别的背景参考恒星以角距离匹配的方式对空间目标进行相对定位。对4°×4°视场、分辨率为1 024×1 024的实际图像的试验结果表明,因定位过程中引入了天文定位三角形模型和星图识别,大大加快了空间目标的定位速度,初始定位速度平均约为400ms;又因采用相对定位的方式排除了影响定位精度的因素,空间目标的定位精度优于2″。 展开更多
关键词 空间目标 星图识别 天文定位 最小二乘法
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基于Log-Polar变换的星图识别方法 被引量:9
15
作者 魏新国 张广军 江洁 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期678-681,共4页
基于Log-Polar变换提取特征模式,并将特征模式进行字符串编码,在KMP算法的基础上给出一种适合于星图识别的字符串匹配算法用以实现观测星和导航星的匹配识别。与栅格算法在相同实验条件下的比较表明:该方法对星点位置噪声和星等噪声具... 基于Log-Polar变换提取特征模式,并将特征模式进行字符串编码,在KMP算法的基础上给出一种适合于星图识别的字符串匹配算法用以实现观测星和导航星的匹配识别。与栅格算法在相同实验条件下的比较表明:该方法对星点位置噪声和星等噪声具有更强的抗干扰能力,且具有更小的存储容量,但其识别速度还有待于进一步提高。 展开更多
关键词 星敏感器 星图识别 Log-Polar变换 特征模式 字符串匹配
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一种基于模式匹配的自主星图识别算法 被引量:8
16
作者 踪华 汪渤 +3 位作者 周志强 高磊 李笋 高晓颖 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1032-1037,共6页
为便于星光定姿系统在线应用,提出了一种新的基于模式匹配的自主星图识别算法.该算法首先建立了一种新的星模式描述方法,然后用该模式描述方法建立观测星的模式和导航星模式数据库,最后通过观测星模式与导航星模式数据库进行匹配,完成... 为便于星光定姿系统在线应用,提出了一种新的基于模式匹配的自主星图识别算法.该算法首先建立了一种新的星模式描述方法,然后用该模式描述方法建立观测星的模式和导航星模式数据库,最后通过观测星模式与导航星模式数据库进行匹配,完成星图识别.试验结果表明,该星图识别算法与传统的算法相比,对观测位置误差具有更好的适应能力,需要的存储空间更少,计算速度更快. 展开更多
关键词 星图识别 星敏感器 模式匹配 星模式
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连通聚类星识别方法 被引量:8
17
作者 陈元枝 郝胜国 郝志航 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2000年第3期217-220,共4页
采用星敏感器测卫星姿态是现行方法中精度最高的,其关键是星图识别。本文阐述了只采用观测星的位置信息,利用观测星图与导航星表的星对角距进行聚类匹配,根据观测星图的连通性进行匹配识别的方法,用图论理论解释了星识别过程;用1... 采用星敏感器测卫星姿态是现行方法中精度最高的,其关键是星图识别。本文阐述了只采用观测星的位置信息,利用观测星图与导航星表的星对角距进行聚类匹配,根据观测星图的连通性进行匹配识别的方法,用图论理论解释了星识别过程;用120M主频的微机模拟分析了门限和位置噪声对识别时间的影响。在门限取0.05°,位置噪声(单轴)δ=0.02°以下时,在任一区域识别率达100%,识别时间平均少于0.2 s。 展开更多
关键词 星敏感器 星识别 连通性 聚类
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改进金字塔算法用于小视场星图识别 被引量:8
18
作者 李辉 王安国 张磊 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期267-272,共6页
为实现小视场星图的全天自主识别,规避星矢量内积在小角距范围内区分度欠佳的问题,提出以星矢量外积作为匹配特征量对金字塔算法进行改进。分析了匹配特征量改进策略,并对改进金字塔算法涉及的基本星表预处理、匹配特征量数据库及K矢量... 为实现小视场星图的全天自主识别,规避星矢量内积在小角距范围内区分度欠佳的问题,提出以星矢量外积作为匹配特征量对金字塔算法进行改进。分析了匹配特征量改进策略,并对改进金字塔算法涉及的基本星表预处理、匹配特征量数据库及K矢量构建、星图降噪与质心提取、星图识别流程等问题进行讨论。采用Visual C++编程实现该算法,通过仿真对其进行性能测试,并应用于小视场星敏感器。结果表明,对于小视场星图,改进金字塔算法识别成功率达96.7%,需载入内存的数据文件约26.4 MByte,识别时间平均约131.8 ms,能够满足全天自主星图识别算法的准确率高、占用资源适度、识别速度快、稳健性强等要求。 展开更多
关键词 星敏感器 星图识别 金字塔算法 小视场 K矢量
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二维精简索引分层导航星库的构造 被引量:6
19
作者 郑万波 刘智 郝志航 《吉林大学学报(信息科学版)》 CAS 2003年第2期123-127,共5页
提出二维精简索引分层导航星库的构造方法。该方法把导航星分为局域亮星和局域暗星,以局域亮星为主构造星三角形,从而减少了存储三角形的数量;对星三角形进行二维精简索引,以提高检索效率、节约比对时间;通过参数的不同选择,可以转换为... 提出二维精简索引分层导航星库的构造方法。该方法把导航星分为局域亮星和局域暗星,以局域亮星为主构造星三角形,从而减少了存储三角形的数量;对星三角形进行二维精简索引,以提高检索效率、节约比对时间;通过参数的不同选择,可以转换为其他类型的导航星库。二维精简索引分层导航星库与分层星识别方法相配合,具有存储空间较少、识别速度较快的优点,适用于视场较大、探测星等较低的第2代星敏感器。 展开更多
关键词 导航星数据库 星识别 星敏感器 二维索引
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LIS模式下基于双主星集合匹配的星图识别方法
20
作者 耿旖堃 陈熙源 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期234-240,共7页
为提高折射星图中非折射星的识别成功率,提出了一种大视场星敏感器高鲁棒性星图识别方法。首先,筛选基础星表,实现导航星库均匀化,采用分组快速搜索算法,提高星对角距特征匹配速度。其次,提出一种基于双主星集合的星点匹配算法,通过匹... 为提高折射星图中非折射星的识别成功率,提出了一种大视场星敏感器高鲁棒性星图识别方法。首先,筛选基础星表,实现导航星库均匀化,采用分组快速搜索算法,提高星对角距特征匹配速度。其次,提出一种基于双主星集合的星点匹配算法,通过匹配、验证、确认三个阶段,多次检验星点集合中的导航星序号,提高星图识别算法的鲁棒性。仿真结果表明,在星点位置噪声、星等噪声、伪星和缺失星等干扰环境下,所提算法与传统的三角形-金字塔混合算法相比,抗干扰能力更强。在含有6颗折射星的干扰条件下,所提算法的非折射星识别成功率仍高于95.6%,较传统算法识别率提升31%。 展开更多
关键词 星图识别 星光折射 导航星表 星敏感器
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