CN109405822A - 一种星表制作和快速角矩匹配方法和装置 - Google Patents

一种星表制作和快速角矩匹配方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109405822A
CN109405822A CN201811462799.0A CN201811462799A CN109405822A CN 109405822 A CN109405822 A CN 109405822A CN 201811462799 A CN201811462799 A CN 201811462799A CN 109405822 A CN109405822 A CN 109405822A
Authority
CN
China
Prior art keywords
angular moment
star
library
angular
matched
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811462799.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109405822B (zh
Inventor
杨飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Remote Sensing Equipment
Original Assignee
Beijing Institute of Remote Sensing Equipment
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Remote Sensing Equipment filed Critical Beijing Institute of Remote Sensing Equipment
Priority to CN201811462799.0A priority Critical patent/CN109405822B/zh
Publication of CN109405822A publication Critical patent/CN109405822A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109405822B publication Critical patent/CN109405822B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/02—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by astronomical means
    • G01C21/025—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by astronomical means with the use of startrackers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

本发明公开了一种星表制作和快速角矩匹配方法和装置，所述方法包括：步骤一，确定角矩匹配阈值；步骤二，生成角矩群库；步骤三，生成星对库；步骤四，待匹配角矩快速匹配。将所有角矩和角矩匹配阈值带入特定算法生成角矩群库和星对库，完成星表制作，利用待匹配角矩和角矩匹配阈值计算获得与待匹配角矩匹配的角矩群和星对群的存储信息，读取星对群完成快速匹配。本发明方法通过特定算法完成星表制作，减少待匹配角矩在星表中匹配的计算量，提高待匹配角矩在星表中匹配效率。

Description

一种星表制作和快速角矩匹配方法和装置
技术领域
本发明涉及一种星表制作和角矩匹配领域，特别是一种星表制作和快速角矩匹配方法和装置。
背景技术
星敏感器是天文导航技术的一种，通过对恒星星空的拍摄和测量，结合恒星在天球坐标系的位置信息，解算出星敏感器光轴在天球坐标系下的矢量方向，进而获取星敏感器所处飞行平台姿态信息。为了解算平台姿态信息，星敏感器需要依据事先存储的星表信息完成视场内恒星的星号识别，其基础步骤就是任意两颗恒星星对间的角矩匹配。为了提高星敏感器姿态解算速度，通过优化星表制作方法，提高单根角矩匹配速度非常重要。
传统的星表制作方法首先将所有角矩进行排序(升序或降序都可)，然后按照图4的方式进行存储。
待匹配角矩进行匹配时，首先根据二分法将待匹配角矩值和星表中的角矩值进行大小比对，星表中角矩值和待匹配角矩值之差的绝对值小于匹配阈值的即是和待匹配角矩匹配的角矩，寻找到星表中所有匹配角矩即完成角矩匹配。由于星表中包含的角矩值个数巨大，所以二分法进行角矩匹配计算量巨大，效率极低，需要优化星表结构，提高匹配效率。
发明内容
本发明目的在于提供一种星表制作和快速角矩匹配方法和装置，解决提高传统角矩匹配计算量大，效率低问题。
本发明提出的一种星表制作和快速角矩匹配方法，其特征在于，其步骤为：第一步，确定角矩匹配阈值；第二步，制作角矩群库；第三步，制作星对库；第四步，待匹配角矩快速匹配。
本发明还提出一种星表制作和快速角矩匹配装置，其特征在于包括：制作角矩群库模块，制作星对库模块和待匹配角矩快速匹配模块；制作角矩群库模块，制作星对库模块和待匹配角矩快速匹配模块块顺次连通；其中制作角矩群库模块按照特定规则制作角矩群库，制作星对库模块按照特定规则制作星对库，待匹配角矩快速匹配模块按照待匹配角矩值计算出其匹配星对在角矩群库和星对库中的存储地址，通过读取地址的方式完成角矩快速匹配。
附图说明
图1是本发明角矩群库存储示意图；
图2是本发明星对库存储示意图；
图3是本发明星表制作和快速角矩匹配方法的流程图；
图4现有角矩群库存储示意图。
具体实例方式
实施例1
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
本发明提出一种星表制作和快速角矩匹配方法，其具体步骤为：
第一步确定角矩匹配阈值
角矩值测量精度为σ(标准差)，则角矩匹配阈值设定为3σ。
第二步制作角矩群库
角矩群库的存储结构如图1所示。任意角矩值为φn(n∈[1,N]，N为所有角矩的总个数)，按照公式(1)计算P'n：
P'n为3σ的倍数，对P'n进行向下取整，获得角矩φn在角矩群库中的索引值Pn。计算所有角矩的索引值P1～PN。
在索引值Pn指向的地址填入星对存储地址Pnadd和星对数num_n。星对数num_n是索引值为Pn的所有角矩个数和，星对存储地址Pnadd计算方法如公式(2)所示。
其中S为存储单个星对信息所需要的存储空间。
第三步制作星对库
星对库的存储结构如图2所示。在星对库中，在地址Pnadd指向的存储空间存入角矩对应索引值为Pn的所有星对的星号(Knnum_n,Lnnum_n)。
第四步待匹配角矩快速匹配
角矩φi为待匹配角矩，角矩匹配就是从星表中找到角矩和φi近似相等的星对。将待匹配角矩φi带入公式(1)得到P'i，然后对P'i进行向下取整得到索引值Pi。在角矩群库中，从索引值Pi指向的存储空间读取星对存储地址Piadd和星对数num_i。在星对库中，从地址Piadd指向的存储空间读取num_i个星对星号，即完成待匹配角矩快速匹配。
实施例2
本发明提出一种星表制作和快速角矩匹配装置，其特征在于包括：制作角矩群库模块，制作星对库模块和待匹配角矩快速匹配模块；制作角矩群库模块，制作星对库模块和待匹配角矩快速匹配模块块顺次连通；其中制作角矩群库模块按照特定规则制作角矩群库，制作星对库模块按照特定规则制作星对库，待匹配角矩快速匹配模块按照待匹配角矩值计算出其匹配星对在角矩群库和星对库中的存储地址，通过读取地址的方式完成角矩快速匹配。
实施例3
假定角矩测量精度匹配阈值3σ为0.002778°，利用本方法中的制作角矩群库模块制作方法制作角矩群库，部分数据如表1所示。
表1
索引值 星对存储地址 星对数
3153 151759 90
3154 151849 88
3155 151937 74
3156 152011 100
3157 152111 120
3158 152231 92
3159 152323 98
3160 152421 106
3161 152527 112
3162 152639 96
利用本方法中的制作星对库模块制作方法制作星对库，部分数据如表2所示。
表2
地址值 星号 星号
151759 4645 4637
151760 43 99
151761 99 43
151762 101 262
151763 138 318
151764 183 428
151765 194 382
151766 247 271
151767 252 360
151768 262 101
对某星敏感器测得的待匹配角矩值φi为1.483°的角矩进行快速匹配，测试结果为：
根据公式(1)可以计算得到P'约为533.8372，向下取整后得到索引值P为533，在角矩群库中读取星对存储地址为4278，星对数为16。在星对库中读取对应的星对星号，完成快速匹配，最终结果为表3。
表3
地址值 星号 星号
4278 4338 4308
4279 451 460
4280 460 451
4281 761 826
4282 826 761
4283 1011 1042
4284 1042 1011
4285 1418 1419
4286 1419 1418
4287 1484 1518
4288 1518 1484
4289 3017 3036
4290 3036 3017
4291 3055 3090
4292 3090 3055
4293 3610 3627

Claims (6)

1.一种星表制作和快速角矩匹配方法，其特征在于，其步骤为：
第一步，确定角矩匹配阈值；
第二步，制作角矩群库；
第三步，制作星对库；
第四步，待匹配角矩快速匹配。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定角矩匹配阈值包括：
角矩值测量精度的标准差为σ，角矩匹配阈值设定为3σ。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制作角矩群库包括：
任意角矩值为φn，n∈[1,N]，N为所有角矩的总个数，，按照公式(1)计算P'n：
P'n为3σ的倍数，对P'n进行向下取整，获得角矩φn在角矩群库中的索引值Pn，计算所有角矩的索引值P1～PN；
在索引值Pn指向的地址填入星对存储地址Pnadd和星对数num_n，星对数num_n是索引值为Pn的所有角矩的个数和，星对存储地址Pnadd计算方法如公式(2)所示，
其中S为存储单个星对信息所需要的存储空间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制作星对库包括：
在星对库中，在地址Pnadd指向的存储空间存入角矩对应索引值为Pn的所有星对的星号(Knnum_n,Lnnum_n)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待匹配角矩快速匹配包括：
角矩φi为待匹配角矩，角矩匹配就是从星表中找到角矩和φi近似相等的星对，代入公式(1)得到Pi'，然后对Pi'进行向下取整得到索引值Pi；在角矩群库中，从索引值Pi指向的存储空间读取星对存储地址Piadd和星对数num_i；在星对库中，从地址Piadd指向的存储空间读取num_i个星对星号，即完成待匹配角矩快速匹配。
6.一种星表制作和快速角矩匹配装置，其特征在于包括：制作角矩群库模块，制作星对库模块和待匹配角矩快速匹配模块；
制作角矩群库模块，制作星对库模块和待匹配角矩快速匹配模块顺次连通；其中制作角矩群库模块按照特定规则制作角矩群库，制作星对库模块按照特定规则制作星对库，待匹配角矩快速匹配模块按照待匹配角矩值计算出其匹配星对在角矩群库和星对库中的存储地址，通过读取地址的方式完成角矩快速匹配。
CN201811462799.0A 2018-12-03 2018-12-03 一种星表制作和快速角矩匹配方法和装置 Active CN109405822B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811462799.0A CN109405822B (zh) 2018-12-03 2018-12-03 一种星表制作和快速角矩匹配方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811462799.0A CN109405822B (zh) 2018-12-03 2018-12-03 一种星表制作和快速角矩匹配方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109405822A true CN109405822A (zh) 2019-03-01
CN109405822B CN109405822B (zh) 2022-06-24

Family

ID=65456758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811462799.0A Active CN109405822B (zh) 2018-12-03 2018-12-03 一种星表制作和快速角矩匹配方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109405822B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050154528A1 (en) * 2004-01-09 2005-07-14 The Boeing Company Fast access, low memory, pair catalog
CN1796938A (zh) * 2004-12-28 2006-07-05 北京航空航天大学 一种基于三角形特征的星图识别方法
CN101620571A (zh) * 2009-07-23 2010-01-06 华为技术有限公司 存储空间的地址管理方法和装置
CN102116633A (zh) * 2009-12-31 2011-07-06 北京控制工程研究所 深空光学导航图像处理算法仿真验证方法
CN103148852A (zh) * 2013-03-01 2013-06-12 国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心 一种基于有向环的星图识别方法
CN107816986A (zh) * 2017-09-05 2018-03-20 湖北航天技术研究院总体设计所 一种星敏感器全天球快速星图识别方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050154528A1 (en) * 2004-01-09 2005-07-14 The Boeing Company Fast access, low memory, pair catalog
CN1796938A (zh) * 2004-12-28 2006-07-05 北京航空航天大学 一种基于三角形特征的星图识别方法
CN101620571A (zh) * 2009-07-23 2010-01-06 华为技术有限公司 存储空间的地址管理方法和装置
CN102116633A (zh) * 2009-12-31 2011-07-06 北京控制工程研究所 深空光学导航图像处理算法仿真验证方法
CN103148852A (zh) * 2013-03-01 2013-06-12 国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心 一种基于有向环的星图识别方法
CN107816986A (zh) * 2017-09-05 2018-03-20 湖北航天技术研究院总体设计所 一种星敏感器全天球快速星图识别方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109405822B (zh) 2022-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103148852B (zh) 一种基于有向环的星图识别方法
CN103047985B (zh) 一种空间目标的快速定位方法
CN101441082A (zh) 快速三角形星图识别方法
CN103363987B (zh) 一种多视场星敏感器的星图识别方法
CN111156988B (zh) 基于指向误差自动测定的空间碎片天文定位和测光方法
CN103335648B (zh) 一种自主星图识别方法
CN103954280B (zh) 一种快速和高鲁棒性自主恒星识别方法
CN103727937B (zh) 一种基于星敏感器的舰船姿态确定方法
CN111156989B (zh) 基于指向自动测定的空间碎片实时天文定位方法
CN100390023C (zh) 一种快速星图识别方法
CN105318871A (zh) 双星敏感器载体安装矩阵动态标定方法
CN104406583A (zh) 双星敏感器联合确定载体姿态方法
Jiang et al. Rapid star tracking algorithm for star sensor
CN114777763A (zh) 基于姿态信息辅助的小视场星敏感器星图识别方法及装置
CN105547286B (zh) 一种复合三视场星敏感器星图模拟方法
CN111156991B (zh) 基于指向误差自动测定的空间碎片实时天文定位方法
CN113916217A (zh) 一种基于分区平流层大气折射模型的星光定位方法
WO2021135161A1 (zh) 基于指向自动测定的空间碎片实时天文定位和测光方法
CN110887474B (zh) 一种用于精密跟踪型望远镜的星图识别方法
CN109405822A (zh) 一种星表制作和快速角矩匹配方法和装置
CN108469261A (zh) 一种适用于船载超大视场天文导航系统的星图识别方法
CN112729277A (zh) 基于动态夹角匹配的星敏感器星图识别方法
CN104964684A (zh) 一种高动态下快速星跟踪方法
CN111858785B (zh) 地图离散型要素的匹配方法、装置、系统及存储介质
CN115761441A (zh) 一种基于模糊神经网络的星图识别方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant