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公开(公告)号：CN113514055B
公开(公告)日：2022-10-28
申请号：CN202110778625.0
申请日：2021-07-09
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明提供了一种地基星敏感器大气折射与对地姿态联合估计方法。步骤包括：星敏感器拍摄星图，经过星图识别得到观测星与参考星匹配关系；根据观测时间和地点将参考星转换到地理坐标系下，得到参考星真天顶距；采用简化的大气折射模型和真天顶距以及初始蒙气差系数计算估计蒙气差，对参考星进行蒙气差补偿；计算星敏感器对地姿态，将观测星重投影到地理坐标系下，计算观测蒙气差和蒙气差误差；如果观测蒙气差与估计蒙气差不重合，则根据蒙气差误差调整蒙气差系数，重新补偿参考星并计算姿态，直到观测蒙气差与估计蒙气差重合，获得星敏感器大气折射与对地姿态联合估计结果。本发明实现了星敏感器大气折射的实时自主估计和消除，不依赖外部传感器，不受经验公式约束。
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公开(公告)号：CN113607188A
公开(公告)日：2021-11-05
申请号：CN202110883235.X
申请日：2021-08-02
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C25/00
摘要： 基于经纬仪叉丝成像的多视场星敏感器标定系统及方法，包括以下步骤：对经纬仪十字叉丝经望远镜物镜和星敏感器镜头在星敏感器像面上成像的过程进行建模；根据视场参数建立标定轨迹，采集不同标定位置上星敏感器拍摄到的十字叉丝图像和经纬仪测量角度；将十字叉丝图像提取为交叉点图像坐标，以交叉点坐标和经纬仪角度为输入数据，根据十字叉丝成像模型构建优化问题求解经纬仪坐标系和视场坐标系旋转关系；通过经纬仪互瞄建立各经纬仪坐标系之间的旋转关系；对分步结果进行融合，得到多视场星敏感器结构参数标定结果。本方法保持较高的标定精度使用多台电子经纬仪构建标定系统，系统构型自由，应用于具有大尺寸、大重量和任意视场分布结构的多视场星敏感器系统。
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公开(公告)号：CN109344785B
公开(公告)日：2021-10-01
申请号：CN201811186730.X
申请日：2018-10-12
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明公开了一种在深空自主光学导航中的高精度行星中心定位方法，包括：首先，图像预处理提取行星圆弧边缘，得到行星中心和半径的初始值；其次，一种非局部滤波方法对边缘感兴趣区域(EROI)进行滤波，得到更好的边缘区域灰度分布；第三，一种基于梯度方向的局部区域效应方法对行星的圆弧边缘进行亚像素定位；最后，利用最小二乘法拟合圆弧边缘，获得高精度行星的中心坐标。本发明对规则行星进行处理，能够获得高精度的亚像素边缘及中心坐标，并且对噪声、复杂背景与丰富纹理的行星图像具有很好的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN113049006A
公开(公告)日：2021-06-29
申请号：CN202110318215.8
申请日：2021-03-25
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C25/00
摘要： 本发明公开了一种基于模型参数估计的星光矢量蒙气差修正方法，该方法可用于大气内星敏感器参考星矢量蒙气差修正。该方法将关于外部大气特征的蒙气差模型参数设为待估计值，根据星光矢量夹角不变原理，构造了蒙气差参数估计量测方程，通过扩展卡尔曼滤波算法循环迭代实时星图数据，估计出稳定且跟随环境变化的蒙气差模型参数，能够实时对参考星矢量进行蒙气差修正，进而提高大气内星敏感器姿态测量准确度。本发明实现了蒙气差模型参数的自主估计而不依赖其他外部传感器，采用扩展卡尔曼滤波算法实时估计出的蒙气差模型参数，不受传感器及经验模型误差影响。
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公开(公告)号：CN112964247A
公开(公告)日：2021-06-15
申请号：CN202110411077.8
申请日：2021-04-16
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C21/02
摘要： 本发明公开了一种基于视场选通技术的白天星敏成像系统，包括：前端像方远心望远成像系统、微透镜阵列、微开关阵列、后端共焦面成像系统及阵列探测器。其中，前端像方远心望远成像系统具备较大的视场，并将视场内的恒星成像至一次像面；微透镜和微开关阵列对一次像面的视场进行细分和选通，用于抑制天空背景光；后端共焦面成像系统将各选通视场内的一次像面进行放大成像且均成像于同一阵列探测器上。通过微开关的快速切换，可以实现在同一阵列探测器上准同时出现多颗恒星像。本发明所述的一种基于视场选通技术的白天星敏成像系统同时具备大视场和强背景光抑制能力，为实现匹配式白天星敏感器的高精度定姿定位提供了一种有效的技术途径。
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公开(公告)号：CN110132263A
公开(公告)日：2019-08-16
申请号：CN201910450340.7
申请日：2019-05-28
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明公开了一种基于表示学习的星图识别方法，该方法利用端对端的、基于表述学习的神经网络模型RPNet，用于快速高效且鲁棒性强的全天星图识别任务。RPNet从海量随机仿真的星图样本里学习到每颗星独特的星模式R-Pattern，随后再对这些星模式进行分类。RPNet主要分两部分组成：(1)基于星模式生成网络的星模式生成器，产生样本的特征星模式R-Pattern。(2)对前端产生的特征星模式R-Pattern进行分类的星模式分类器。本发明还提出了一种权重搜索验证算法，用于对RPNet网络识别出来的导航星主星进行筛选和验证，进一步大大提高了该算法对单幅星图的识别能力。
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公开(公告)号：CN106197402B
公开(公告)日：2019-08-09
申请号：CN201610517921.4
申请日：2016-07-04
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C21/02
摘要： 本发明提出一种像增强型星敏感器的多重曝光成像方法，首先将图像探测器的曝光时间展宽，然后在展宽后的曝光时间内控制像增强器N次短时间曝光，每次短曝光时间内在图像探测器上记录当前时刻的星点位置信息，直至图像探测器的曝光时间结束，此时形成的一帧星图实际上记录了星点在N个时刻的位置，通过对N个时刻位置的星点分别进行星跟踪与姿态解算，可以获得N帧姿态信息，相当于将星敏感器的姿态更新率提高N倍。本发明提出的方法大大压缩了星图像素数据量，在不增加星图帧数的情况下，提高了星敏感器的姿态更新率。此外，对于成像后能量较弱的暗星点，采用本发明方法还可以将星点多个位置的能量进行累积，有效提高暗星点的信噪比。
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公开(公告)号：CN108734219A
公开(公告)日：2018-11-02
申请号：CN201810499889.0
申请日：2018-05-23
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明公开了一种基于全卷积神经网络结构的端到端撞击坑检测与识别方法，该方法同步实现天体遥感图像中撞击坑的检测与识别，该方法建立的网络命名为CraterIDNet，建立的网络由两个撞击坑检测通道与一个撞击坑识别通道构成，网络权重参数仅由卷积层构成，无全链接层。本发明针对撞击坑检测通道提出了候选框尺度优化及密度调整机制，实现了最优的候选框选择，大幅提高了小撞击坑目标的检测性能，同时利用不同感受野对多尺度撞击坑目标同步检测，使网络具有检测大尺度范围变化撞击坑目标的能力。针对撞击坑识别通道提出了栅格模式层生成具有旋转和尺度不变性的栅格模式图实现撞击坑识别，无需构建匹配特征数据库。本发明增强了识别鲁棒性。
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公开(公告)号：CN105737858A
公开(公告)日：2016-07-06
申请号：CN201610288506.6
申请日：2016-05-04
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C25/00
CPC分类号： G01C25/005
摘要： 本发明公开了一种机载惯导系统姿态参数校准方法与装置，以高动态星敏感器为数据获取手段，以恒星为测量对象，通过探测天球上的多颗恒星，并进行星点定位、星图识别和姿态解算，提供星敏感器相对于惯性参考系的姿态；然后，根据星敏感器坐标系与惯导系统坐标系间的变换关系，得到惯导坐标系下的飞机姿态基准数据；最后，以此基准数据为参考，与惯导系统的姿态数据进行比对，从而实现机载环境下对惯导系统姿态精度的动态在线校准。
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公开(公告)号：CN104833359B
公开(公告)日：2016-06-15
申请号：CN201510278781.5
申请日：2015-05-27
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01C21/24
摘要： 本发明公开了一种基于离散马尔科夫(DHMM)特征序列模型的星图模式识别方法，根据HMM的两层结构——隐藏层和观察层——建立星点几何分布的两层特征结构，并构建几何分布为星点HMM隐藏层，隐藏状态描述参考星点及其邻域星点的几何分布；构建角距特征为星点HMM观察层，对应的特征序列为观察值序列。在识别过程中，产生某一特定观察序列的概率最大的星点HMM模型将会被唯一匹配，产生该序列的观测星点对应产生该模型的导航星点。基于HMM原理，利用特征角距序列构建的星点模型保证该方法在星点位置噪声和星等噪声增大时依然有较高的识别率，提高了对假星的鲁棒性，大大减小了候选星点集和匹配的复杂度，同时也降低了算法平均识别时间。
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