星空背景建模算法及其在星敏感器上的应用

摘要

星空背景的景象生成技术是实现太空目标的识别与跟踪、导弹寻的、航天器飞行场景模拟、星敏感器星图识别等技术的关键技术之一。星空背景建模技术在军事、航空航天、遥感探测等方面具有相当重要的应用，在这些方面中有非常重要的应用价值。由于天文星表数据庞大，建模的效率是最关键的问题。本文主要对星空背景建模具体算法及其在星敏感器上的应用进行研究。 首先，依据星表数据和球面天文学知识，对浙江大学的缪永伟、王章野的算法进行了改进。通过一系列时间变换(自行变换、岁差变换、章动变换)将星表中恒星历元时刻的平位置坐标转化到指定时刻恒星的位置，再经过一系列空间变换将真位置转化到观测点坐标，得到恒星在指定时刻相对观测者的视位置，最后用计算机仿真的知识绘制出相应星图，得到恒星在指定时刻相对观测者的视位置。 其次，在星敏感器中的星图识别方向，提出了一种新的识别方法，基于字符串匹配的算法，采用0-1的方法建立导航星库，在导航库中不存储图像的实际像素值，而是分别用1和0来表示恒星和背景。从而可用字符串匹配的方法对星图进行识别。 最后，设计并实现了星空背景建模系统，通过实验验证了建模算法的有效性。 提出的星空背景建模算法可以提高星图显示的效率，所提出的基于字符串算法的星图识别方法，克服了在许多星等相近或星对角距很小的视域内识别率严重降低的缺点。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2课题的研究背景及研究现状

1.2.1国内研究现状

1.2.2国外研究现状

1.3本文的主要工作

1.4论文结构

第2章星空背景建模的技术基础研究

2.1天球坐标系

2.1.1天球

2.1.2天球上主要的点和圈

2.1.3几种常见的天球坐标系

2.2自行、岁差和章动

2.2.1自行

2.2.2岁差和章动

2.2.3星等与星表简介

2.3本章小结

第3章改进的建模算法研究与实现

3.1时间转换算法

3.1.1自行修正

3.1.2岁差修正

3.1.3章动修正

3.2空间转换算法及改进

3.3改进算法的正确性证明

3.4模拟过程的具体实现

3.5本章小结

第4章星空背景建模在星敏感器上的应用

4.1星敏感器简介

4.2经典星图识别算法

4.3影响星图识别正确率的因素

4.3.1影响星图识别正确率的因素分析

4.3.2近年的一些新方法

4.4一种基于KMP算法的星图识别方法

4.4.1算法基本思想

4.4.2星图识别算法

4.4.3星图识别算法的效率分析

4.5本章小结

第5章算法的实验结果及分析

5.1星空背景建模算法的仿真实验及分析

5.1.1显示恒星速度的比较

5.1.2显示恒星位置精度的比较

5.2基于KMP算法的星图识别算法的仿真实验及分析

5.3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

作者简介