CCD星點(diǎn)提取方法研究①

劉興春，孫 浩

（65015部隊(duì)，遼寧 大連116031）

0 引 言

美國(guó)的全球定位系統(tǒng)（GPS）雖然具有高精度的優(yōu)勢(shì)，但其最大的缺陷在于控制權(quán)在美國(guó)手中，在戰(zhàn)時(shí)，這對(duì)于我們軍事領(lǐng)域的導(dǎo)航無(wú)疑具有極大的制約［1]。慣性導(dǎo)航技術(shù)雖然精度較高、自主性很強(qiáng)，但其定位誤差隨時(shí)間積累的特性已成為制約其發(fā)展的瓶頸。衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)、無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航技術(shù)均存在著易受敵方電磁干擾等方面的缺陷。

天文導(dǎo)航作為最古老的導(dǎo)航定位技術(shù)之一，具有自主性、全天候性、經(jīng)濟(jì)性等方面的綜合優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在各國(guó)都在加強(qiáng)天文導(dǎo)航技術(shù)的研究，提高其定位精度和速度，以滿(mǎn)足現(xiàn)代導(dǎo)航定位的要求。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，天文導(dǎo)航正不斷進(jìn)行自我改造和完善，向著小型化、高精度、晝夜觀(guān)測(cè)、全天候自動(dòng)化導(dǎo)航和全球自主式導(dǎo)航方向發(fā)展［2]。天文導(dǎo)航的核心器件是星敏感器，隨著天文導(dǎo)航和航天測(cè)控領(lǐng)域的要求不斷提高，對(duì)星敏感器的性能提出了越來(lái)越高的要求。而CCD星點(diǎn)提取是星敏感器工作過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，因此，對(duì)其方法的研究具有非常重要的意義。

1 利用CCD實(shí)現(xiàn)天文測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)［1]

1.1 星敏感器工作原理

星敏感器又被稱(chēng)為星跟蹤器，它的主要用途是確定運(yùn)載體的姿態(tài)。

圖1

星敏感器的工作原理是以恒星為參照物，利用CCD攝像機(jī)實(shí)拍到的星圖，經(jīng)過(guò)恒星檢測(cè)、星圖識(shí)別和姿態(tài)確定，計(jì)算出星敏感器瞄準(zhǔn)線(xiàn)在慣性空間的瞬時(shí)指向，從而確定運(yùn)載體的三軸絕對(duì)姿態(tài)。圖1顯示了基于自主式星敏感器的飛行器的姿態(tài)控制系統(tǒng)框圖，從中可以看出，實(shí)現(xiàn)星點(diǎn)提取是進(jìn)行姿態(tài)測(cè)量的關(guān)鍵一步［3]。……