[发明专利]一种基于最简一般子图的星图识别方法

权利要求书

1.一种基于最简一般子图的星图识别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤201：建立数据库，具体分为导航星的选取、角距数据库以及索引表的建立；

步骤202：选取待识别的各观测星，依次定义其中一颗观测星为主星，余下星为伴星，逐一计算主星到各伴星的角距，并配合索引表在角距数据库中搜索与之匹配的角距对，通过两轮投票记录主星到余下各伴星角距的匹配结果，并初步筛选各观测星的候选星；

步骤203：根据步骤202的角距匹配结果，依次取各观测星的最高票候选星，确定以该候选星为主星的匹配组，根据所述匹配组的大小选取最简一般子图，并以匹配组为基础，通过添加设定数量的辅边构建同构子图；

步骤204：基于步骤203构建的同构子图的主星，同时在构成辅边的伴星中取在步骤202中得票最高的一颗伴星，利用双矢量定姿(TRAID)确定旋转矩阵与姿态角，并通过重投影验证同构子图，以提升算法的鲁棒性，同时实现星图中全部观测星的识别，为更精确的姿态解算提供基础；

所述步骤203中，最简一般子图具体实现为：

(1)利用期望模型估算任意子图中主星候选星的数量，进而评估子图的有效性；设定导航星均匀地分布在天球，子图以主星、伴星为顶点、星间角距为边，定义主星到伴星的角距为主边，伴星间的角距为辅边，对于任意子图，任取一颗导航星作为子图中主星的候选星，将余下子图拆解成连接不同伴星的角距集合，且每个角距仅属于某个伴星，逐一确定匹配各角距集合的概率，联立并乘以星库中导航星的总数得到主星候选星数量的期望值，若某伴星与主星组成星对的角距为θ，角距测量不确定度为σ，导航星数量为N，则匹配该角距的概率P₁为：

P₁＝1-(1-sinθsinσ)^N-1

若某伴星( 3) 除与主星( 1) 组成星对之外，还与另一颗伴星( 2) 组成星对，角距集合为{θ₁₃,θ₂₃}，则匹配该角距集合的概率P₂为：

其中，中间参数l₁、l₂、x₁、x₂、x₃、x₄为标量，为矢量；通过大量采样，求取P₁和P₂的均值作为通用参数；若某伴星除与主星组成星对之外，还与n-1颗伴星组成星对，角距集合为{θ}_n，则匹配该角距集合的概率P_n为：

若某子图共拆成了k个连接不同伴星的角距集合，则主星候选星数量期望E为：

其中m_i表示第i个角距集合中包含的角距数量；

(2)按照子图中包含的顶点数量以及辅边数量对子图进行分类，计算各类子图主星候选星数量，设定阈值，对于包含相同顶点数量的各类子图，取满足阈值要求并包含最少辅边的子图作为最简一般子图，汇总对应不同顶点数量的最简一般子图，并以此为标准筛选主星候选星，根据步骤203中确定的匹配组的大小，选择对应的最简一般子图，通过角距匹配，向匹配组添加辅边，直至构成同构的最简一般子图。