[发明专利]一种高动态下星点质心误差补偿方法

权利要求书

1.一种高动态下星点质心误差补偿方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤201，三轴角速度的计算，即对三轴角速度分别进行最小二乘法拟合，并对拟合结果进行卡尔曼滤波；

步骤202，将曝光时间内三轴角速度近似用一阶多项式表示，将一阶多项式积分得到三轴旋转的角度信息，代入星敏感器的旋转矩阵；

步骤203，对星敏感器的旋转矩阵进行二阶泰勒展开近似，经透视投影变换，得到星点光斑在图像传感器上的移动轨迹坐标表达式；

步骤204，对所述移动轨迹坐标表达式进行二阶泰勒展开近似，参考质心法公式求解星点质心坐标，计算出星点质心误差补偿量。

2.根据权利要求1所述的高动态下星点质心误差补偿方法，其特征在于，所述步骤201中的卡尔曼滤波具体为：设角速度的拟合时间多项式的系数为系统状态向量，以角速度的最小二乘拟合公式建立量测模型，以多项式时间零点的转移建立系统预测模型，对三轴角速度拟合分别进行滤波。

3.根据权利要求1所述的高动态下星点质心误差补偿方法，其特征在于，所述步骤202中代入星敏感器的旋转矩阵具体为：

三轴角速度用一阶多项式表示后，将其积分可得到曝光时间内三轴旋转的角度信息，将星点光斑坐标表示成星敏感器坐标系下的单位方向矢量，将所述角度信息代入旋转矩阵，从而建立星点光斑方向矢量随时间的运动方程。

4.根据权利要求1所述的高动态下星点质心误差补偿方法，其特征在于，所述步骤203中对旋转矩阵的二阶泰勒展开的具体为：

由于旋转矩阵的复杂和非线性，对旋转矩阵每个元素进行二阶泰勒展开近似，将旋转矩阵每个元素化为角速度参数的二阶时间多项式，这样就将星点光斑的方向矢量用时间二阶多项式表示。

5.根据权利要求1所述的高动态下星点质心误差补偿方法，其特征在于，所述步骤204中对星点轨迹坐标表达式进行二阶泰勒展开近似的具体为：

经透视投影变换后，星点轨迹坐标表达式分子分母均为二阶时间多项式，对其进行二阶泰勒展开近似，化为简单的二阶时间多项式，系数均由角速度参数表示，计算出星点质心和星点理想中心，将星点质心和星点理想中心相减得出星点质心误差补偿量。