[发明专利]卫星姿态确定方法、装置和终端设备

说明书

本发明适用于空间技术领域，提供了一种卫星姿态确定方法、装置和终端设备。所述方法包括：获取星载相机采集的第一时刻的星空背景图像和第二时刻的星空背景图像；将所述第一时刻的星空背景图像和所述第二时刻的星空背景图像进行图像匹配，根据匹配结果确定第一时刻与第二时刻之间的时间段的卫星姿态变化值；获取导航系统得到的第一时刻的卫星初始姿态一和第二时刻的卫星初始姿态二，根据所述卫星初始姿态一、所述卫星初始姿态二和所述卫星姿态变化值确定第二时刻的卫星姿态。本发明可确定卫星姿态的精确值，误差小，精度高。

技术领域

本发明属于空间技术领域，尤其涉及一种卫星姿态确定方法、装置和终端设备。

背景技术

近年来随着空间技术的发展，微型卫星(质量在100kg量级)、纳型卫星(质量在10kg量级)、皮型卫星或立方体卫星(质量在1kg量级)、飞型卫星(质量在100g量级)等微小卫星也快速发展，逐渐在各个行业展开应用，承担起大型卫星的任务，例如微小卫星通信星座、遥感星座、编队卫星等，其巨大的应用价值和潜力被航天业极为重视。微小卫星应用和发展的前提是高精度的姿态测量和控制，比如典型微小卫星ZDPS-2，姿态控制精度为5°，常规卫星除了采用惯性导航和GPS(Global Positioning System，全球定位系统)导航等导航系统外，普遍采用星敏感器提高姿态测量精度，但是其质量、体积、功耗和成本使其在微小卫星领域的应用受到限制。

随着芯片技术、电子设备、计算机和信息技术的迅速发展，星载计算机的计算能力得到较大突破，所以利用小型化的星载相机获取的图像信息进行卫星姿态的确定可减少卫星所携带载荷的数量，可有效降低卫星成本，提高卫星的生存能力。但目前基于图像检测卫星姿态的方法确定的卫星姿态精度低，无法满足预估卫星姿态的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种卫星姿态确定方法、装置和终端设备，以解决现有技术中检测卫星姿态的精度低的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种卫星姿态确定方法，包括：

获取星载相机采集的第一时刻的星空背景图像和第二时刻的星空背景图像；

将所述第一时刻的星空背景图像和所述第二时刻的星空背景图像进行图像匹配，根据匹配结果确定第一时刻与第二时刻之间的时间段的卫星姿态变化值；

获取导航系统得到的第一时刻的卫星初始姿态一和第二时刻的卫星初始姿态二，根据所述卫星初始姿态一、所述卫星初始姿态二和所述卫星姿态变化值确定第二时刻的卫星姿态。

可选的，所述将所述第一时刻的星空背景图像和所述第二时刻的星空背景图像进行图像匹配，包括：

检测所述第一时刻的星空背景图像中的星点，以及所述第二时刻的星空背景图像中的星点；

根据所述第一时刻的星空背景图像中的星点和所述第二时刻的星空背景图像中的星点确定对应星空背景图像的SURF(Speeded Up Robust Features，加速鲁棒特征)描述符；

根据所述SURF描述符进行图像匹配得到匹配结果。

可选的，所述根据所述SURF描述符进行图像匹配得到匹配结果，包括：

根据两幅所述星空背景图像对应的所述SURF描述符进行初始匹配得到初始匹配星点集合，所述初始匹配星点集合包括多个已匹配到的星点；

计算所述初始匹配星点集合的单应矩阵，并根据所述单应矩阵对所述第一时刻的星空背景图像进行转换得到星点变换图像；

确定已匹配到的星点在所述星点变换图像中的变换坐标，以及已匹配到的星点在所述第二时刻的星空背景图像中的实际坐标；

计算所述变换坐标和所述实际坐标的星点距离，将所述星点距离满足预设距离的多个已匹配到的星点确定为所述匹配结果。