星敏感器 matlab,基于星敏感器的星图模拟与去噪技术研究
2017年 9月上 论述 247 基于星敏感器的星图模拟与去噪技术研究 刘奕君 ，薄宇阳 (北京市第三十五中学，北京市西城区 100032) 【摘 要】随着小卫星应用技术的日趋成熟，测量精度高的 CCD星敏感器备受青睐，快速而可靠的星图识别算法成为卫星姿态确定系统中最为 关键的部分。要进行恒星 的识别 ，就 需要从星敏感器获得原始 的图像 ，并从 中提取要识别 的目标及其特征。由于航天 实验费用昂贵 ，星敏感器的 地面调 试、软件算法 的最初模拟 ，不可 能都进 行实时星空拍摄 ，因此为了调 试和评价星 图识别 算法，有必要利用计算机在地面 上模 拟生成星敏 感器实时拍摄到 的星空 图片。本文的研究工作 主要是星图模拟与星图去噪。首 先学习了解 CCD星敏感器原理 ，在此基础上模拟得到原始导航 星图，然后模 拟得 到加 了运动噪声的退 化星 图 ，最后学 习维纳滤 波和 Matlab算法 ，利 用 Matlab算法中的维纳滤波方法对退化 图像进 行图像去 噪复原 技术研究 ，通过星图模拟和 图像复原得到 的仿真星图可 以做成一个星图模拟器为星图识别工作 提供仿 真基础 。 【关键词】星敏感器；星库 ；星图模拟；星图去噪；维纳滤波 【中图分类号】V416 【文献标识码】A 【文章编号】1006—4222(2017)17—0247—03 1 引 言 星 图识 别是 基 于 星敏 感 器确 定 卫 星 姿 态 的关 键 ．研 究 星 图的计算机模拟技术成为星 图识别算法研 究的必须手段 。卫 星准确的位 置姿 态信 息是 飞行 器 自主地捕 获 目标 、接 受指令 、 实现轨道 机动 或将收 集到 的信 息传 回地 面等的 必要基 础l1l 而 CCD 星 敏 感 器【 1是 卫 星姿 态确 定 与控 制 系统 中重要 的 星 上 设 备，随 着 CCD星敏感 器的 日益推 广 测量精度 高的 CCD星 敏 感器备受青睐 ，而使 用星敏 感器测量姿 态需要依赖 于星 图 识 别算法 ，因此 ，快速 而可靠 的星 图识 别算 法成 为姿 态确 定 系统中最为关键 的部分【” 要进行 恒星的识 别．就需要 从星敏 感 器获得 原始的 图像 ，并从 中提取要 识别的 目标及 其特征 由于航天 实验 费用 昂贵 ，星敏 感 器的地 面调试 、软件 算 法的 最初模 拟 ，不 可能都进行 实时星空拍摄 ．因此 为 了调 试和评 价 星图识别算法 ，并对导航 星的选择进行直观 的检验 有必要 根据 实验 室现有条件 ，利 用计 算机 在地 面上模拟 生成 星敏 感 器 实时拍摄 到的星空 图片。 目前 ，大量的研 究集 中在星 图识 别算法上 ．而对星 图模 拟的研究相 对少的 多 因此加 强这方 面的工作有着更强的现实意义 太空复杂 的环境 为星光导航 的星 图预 处理 带来 了困难 ． 高速运动会使得 星图成像 发 生抖 动、模 糊、质 心偏移等现 象 ， 为 了使 得星光导航在 高速运动 的情况下也 能正 常工作 ，退化 图像的复原也成 为星 图识别 的基 础。 因此 ．本文仿 真在得 到 模 拟 星 图后 尝 试 采 用 Wiener滤 波 器 的 图像 复 原 算 法 对 加 入 运 动噪 声后 产生的模拟退化 星图进行补 了偿校正研究 2 星图模拟的基本原理 星敏感器以·巨星为参照 系，以星空为工作对 象．通过探 测 天球 上不 同位置 的恒星并进 行解 算 ，为卫 星、宇宙飞船等航 空航 天飞行 器提 供准确 的空间方位和基 准 ．并且与惯性 陀螺
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