壓縮感知稀疏重構對星圖的影響*

尹 航，閆 野，宋 新

(國防科技大學 航天科學與工程學院， 湖南 長沙 410073)

壓縮感知稀疏重構對星圖的影響*

尹 航，閆 野，宋 新

(國防科技大學 航天科學與工程學院， 湖南 長沙 410073)

稀疏重構是壓縮感知理論的核心內容之一，為了將稀疏重構有效地應用于星敏感器的壓縮成像過程中，從星圖圖像誤差和星點特征誤差兩個方面分析稀疏重構對星圖的影響。在圖像誤差方面，利用峰值信噪比評價指標考察星圖在不同重構算法、不同壓縮比下的重構質量；在特征誤差方面，從理論上分析稀疏重構對星點特征的影響機理，提出星點特征重構誤差的評價指標，考察星點的質心、亮度和數量特征的重構誤差。結果表明，在所選算法各壓縮比下，星圖相比一般圖像能夠獲得更高的重構質量，重構星點能夠在很大程度上保持可用于姿態確定的特征信息，結論保證了利用重構星圖進行姿態計算的正確性，進一步驗證了壓縮感知理論在星敏感器中應用的可行性，為實現星敏感器的壓縮成像提供了現實依據。

壓縮感知；稀疏重構；恒星敏感器；恒星圖像

星敏感器是當前航天器中廣泛采用的一種高精度、高可靠性的姿態測量部件。其基本原理為利用電荷耦合器件(Charged Coupled Device, CCD)或互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor transistor, CMOS)圖像傳感器對當前視場內的星空進行成像，通過信號處理提取星點在觀測視場中的特征信息(如位置、亮度和數量等)，由星模式識別算法在導航星庫中找到觀測星的對應匹配，從而計算出星敏感器的三軸姿態。……