基于星敏感器的星图识别算法的研究

发布时间：2021-01-16 22:52

　　姿态敏感器可以完成飞行器姿态的测量和控制,相比于一般的姿态敏感器,星敏感器具有精度高、能够实现自主导航的特点。星敏感器依靠星图识别算法确定位置信息后进行姿态调整,星图识别的准确性直接影响了姿态测量的准确度,所以对于星图识别的研究是重要且有意义的。本文将对星图识别的三个方面进行研究,分别是导航星库的构建、星图的处理和星图如何快速匹配的问题。对已有的算法进行对比分析,针对噪声干扰,寻求将识别算法鲁棒性提高且减少导航星库存储的方法。论文实现了从星图模拟、星图的处理到星图匹配,最后进行算法评价整个过程。选取了SAO星表作为基本星表,对其进行了星等筛选和双星的处理,设定星等阈值为6.5,并将双星合并为一颗星,构造了基本导航星库。接着利用这些数据进行了星图模拟,对模拟星图加入高斯噪声进行分析。将实际采集星图进行了滤波和阈值分离等图像预处理,针对坐标位置,分别用质心算法、平方加权质心算法和带阈值质心算法进行了提取分析,并建立评价体系进行精度评价。针对星图匹配,本文对经典三角形算法和栅格算法进行了分析,并基于栅格算法,提出了基于神经网络的星图识别算法,采用栅格算法生成网格矩阵,将网格里有星的行列号提取... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)四川省

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 识别算法基本概述
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 星敏感器研究现状
        1.3.2 星图识别算法现状
    1.4 研究内容安排
第2章 星图理论
    2.1 恒星和星表
        2.1.1 恒星
        2.1.2 星表
    2.2 坐标系及变换
        2.2.1 坐标系
        2.2.2 天球到星敏感器坐标转换
    2.3 图像的模拟
    2.4 小结
第3章 导航星库与星图处理
    3.1 导航星库的筛选
        3.1.1 星等处理
        3.1.2 双星处理
        3.1.3 分布均匀化
    3.2 星图预处理
        3.2.1 去噪处理
        3.2.2 图像分割
    3.3 星象质心细分定位
        3.3.1 质心法
        3.3.2 平方加权质心法
        3.3.3 带阈值的质心法
        3.3.4 实验结果及分析
    3.4 总结
第4章 基于神经网络的星图识别算法
    4.1 栅格算法
    4.2 基于BP神经网络的算法
        4.2.1 输入样本的构造
        4.2.2 特征星库和输出样本设计
        4.2.3 中间层和分类器设计
        4.2.4 参数和界面设定
    4.3 总结
第5章 一种改进的三角形星图识别算法
    5.1 三角形算法
    5.2 改进的三角形算法
        5.2.1 观测三角形的构造
        5.2.2 特征星库的构造
        5.2.3 算法的流程
        5.2.4 算法的可行性分析
        5.2.5 界面设置
    5.3 总结
第6章 星图识别算法的性能评价
    6.1 性能评价
    6.2 基于神经网络识别算法的评价
    6.3 改进的三角形识别算法的评价
    6.4 神经网络与改进三角形识别算法的对比分析
    6.5 小结
第7章 总结与展望
    7.1 论文总结
    7.2 论文展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]星敏感器技术研究现状及发展趋势[J]. 梁斌,朱海龙,张涛,仝玉婵.  中国光学. 2016(01)
[2]Improved autonomous star identification algorithm[J]. 罗丽燕,许录平,张华,孙景荣.  Chinese Physics B. 2015(06)
[3]基于ITSI优选算法的星敏感器导航星库建立[J]. 陈雪芬,康国华.  传感技术学报. 2015(03)
[4]星图识别的一种扩充栅格算法[J]. 钱华明,孙龙,蔡佳楠,黄蔚.  哈尔滨工业大学学报. 2015(02)
[5]背景预测与目标标记法结合的星图星点提取算法[J]. 牛瑞,王昱.  测绘科学. 2015(02)
[6]均匀快速的导航星选取方法[J]. 陆敬辉,王宏力,袁宇,崔祥祥,许哲.  红外与激光工程. 2015(01)
[7]星图识别三角形算法综述[J]. 时圣革,雷肖剑,于长海.  光电技术应用. 2014(05)
[8]基于螺旋基准点的导航星选取方法[J]. 陈聪,王宏力,陆敬辉,崔祥祥.  弹箭与制导学报. 2012(05)
[9]导航星库制定方法研究[J]. 朱长征,居永忠,杜晓辉.  宇航学报. 2010(05)
[10]三角形星图识别算法的改进[J]. 张磊,何昕,魏仲慧,刘岩俊,郭敬明.  光学精密工程. 2010(02)

博士论文
[1]高精度星敏感器星点提取与星图识别研究[D]. 贾辉.国防科学技术大学 2010

硕士论文
[1]遥感测量工具星图识别算法研究[D]. 郭建.哈尔滨工业大学 2014
[2]基于粒子群神经网络的人脸识别[D]. 刘浩策.东北石油大学 2014
[3]星点快速提取与高精度定位技术研究[D]. 许威.浙江大学 2013
[4]基于CCD星敏感器的星图识别[D]. 聂侥.国防科学技术大学 2012
[5]基于恒星的航天器姿态确定技术研究[D]. 陶雨露.国防科学技术大学 2012
[6]一种快速稳定的星图识别方法及单星模拟器的调校[D]. 宿德志.国防科学技术大学 2010
[7]大地天文测量星图定位与识别算法的研究[D]. 孟靖.西安电子科技大学 2010
[8]利用神经网络技术实现星敏感器的星图识别[D]. 李春艳.辽宁师范大学 2003



本文编号：2981685