[发明专利]利用背景天文信息对于航天器进行相对导航的系统

权利要求书

1.一种利用背景天文信息对于航天器进行相对导航的系统，其特征在于：该系统包括有目标航天器及参考天体的识别单元(231)、星图匹配识别单元(232)、焦平面上夹角关系确定单元(233)、相对轨道运动关系单元(234)和卡尔曼滤波解算单元(235)；

目标航天器及参考天体的识别单元(231)第一方面接收可见光敏感器(201)获得的目标天文背景(300)中的图像信息PC；第二方面采用基于局部熵的星体位置提取方法对图像信息PC，再通过线性内插方法获得目标航天器(100)在光学系统焦平面坐标系O_SX_SY_SZ_S上的目标航天器-像位置(x₁₀₀，y₁₀₀，0)和参考天体(400)在光学系统焦平面坐标系O_SX_SY_SZ_S上的参考天体-像位置第三方面将目标航天器-像位置(x₁₀₀，y₁₀₀，0)和参考天体-像位置输出给焦平面上夹角关系确定单元(233)；第四方面将参考天体-像位置输出给星图匹配识别单元(232)；

星图匹配识别单元(232)第一方面采用多边形角距匹配算法方法对参考天体-像位置进行处理，得到参考天体(400)在惯性坐标系O_CX_CY_CZ_C下的当前时刻t_k的参考天体-惯性单位矢量S‾(tk)={S‾1(tk),S‾2(tk),...,S‾n(tk)},]]>第二方面将当前时刻t_k的参考天体-惯性单位矢量S‾(tk)={S‾1(tk),S‾2(tk),...,S‾n(tk)}]]>输出给卡尔曼滤波解算单元(235)；

焦平面上夹角关系确定单元(233)第一方面将接收到的目标航天器-像位置(x₁₀₀，y₁₀₀，0)和参考天体-像位置第二方面计算目标航天器(200)视线与参考天体(400)视线之间在当前时刻t_k的夹角γ‾(tk)={γ1(tk),γ2(tk),...,γn(tk)};]]>第三方面将夹角γ‾(tk)={γ1(tk),γ2(tk),...,γn(tk)}]]>输出给卡尔曼滤波解算单元(235)；

相对轨道运动关系单元(234)依据前一时刻t_k-1的位置与速度估计值M‾k-1=Δxk-1Δyk-1Δzk-1Δx·k-1Δy·k-1Δz·k-1T]]>和位置与速度递推关系获得当前时刻t_k的位置与速度递推值M‾k,k-1=Δxk,k-1Δyk,k-1Δzk,k-1Δx·k,k-1Δy·k,k-1Δz·k,k-1T;]]>表示当前时刻t_k的位置与速度的递推值，表示前一时刻t_k-1的位置与速度估计值，表示追踪航天器200在惯性坐标系O_CX_CY_CZ_C下的位置，表示递推关系函数；

卡尔曼滤波解算单元(235)依据滤波关系M‾k=G‾(M‾k,k-1,ρ(tk),S‾(tk),γ‾(tk))]]>对当前时刻t_k的测量距离ρ(t_k)、当前时刻t_k的参考天体-惯性单位矢量S‾(tk)={S‾1(tk),S‾2(tk),...,S‾n(tk)},]]>当前时刻t_k的夹角γ‾(tk)={γ1(tk),γ2(tk),...,γn(tk)}]]>和递推值进行滤波处理，得到当前时刻t_k的目标相对位置与速度的估计值表示卡尔曼滤波关系函数。