[发明专利]一种面向中心指向搜索的高效天文定位方法

权利要求书

1.一种面向中心指向搜索的高效天文定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

设置全天域搜索的中心指向经纬度序列，基于图像像素分辨率的初始约束，利用图像目标和恒星目标组成的三角形进行逐一匹配，根据目标匹配数量和占比，设置合理门限得到至少三组成功匹配的恒星目标；具体为：

图像的单元像素对应的角分辨率为f弧度，图像的大小为W弧度的正方形视场，在图像中共选择N个亮度最高的目标作为待匹配的图像目标；

对于N个待匹配的图像目标，选取其中三个构成一个图像目标三角形，共得到个图像目标三角形；

预先设置中心指向搜索的经纬度序列，针对每个预设的中心指向的经纬度确定的范围内，利用Tycho恒星星表检索得到M个最亮的恒星目标，选取其中三个构成一个恒星目标三角形，共得到个恒星目标三角形；

针对所有的图像目标三角形和恒星目标三角形进行逐一匹配判断，对于其中一个图像目标，在其匹配的所有恒星目标中，选取匹配次数最多、且匹配次数占总匹配次数比例大于1/3的恒星目标作为最终匹配的恒星目标；

利用所述多组成功匹配的恒星目标，构建天文定位的观测方程，基于最小二乘求解天文定位参数，并统计残差，选择残差最小的中心指向对应的天文定位参数作为最优化天文定位参数，利用最优化天文定位参数求解得到图像中心指向和图像目标的天文定位经纬度结果，实现面向中心指向搜索的天文定位；

具体为：

通过恒星匹配得到I个图像目标A_i与I个恒星目标B_imax，其中i＝1,2,L,I；

以匹配的亮度最大的第1个图像目标A₁和第1个恒星目标B_1max为起点，逐个计算I-1个恒星目标与第1个恒星目标的赤经差值Δα_i和赤纬差值Δβ_i，I-1个图像目标与第一个图像目标的横向像素差值Δx_i和纵向像素差值Δy_i；

设置待估计的匹配参数包括第一～第四参数分别为：a₁，a₂，b₁，b₂；

设置像素差值矩阵为

设置匹配参数矩阵为

设置恒星目标赤经赤纬差值矩阵

构建方程组，如式

ΗΘ＝Z+V (9)

其中，V为观测误差，利用最小二乘法求解得到匹配参数估计值

其中，Η^T表示矩阵的转置，Η^-1表示矩阵的逆；

从而得到匹配残差序列的均方根误差Y为：

其中，||*||₂表示矢量*的2范数；

对每个赤经α_0i和赤纬β_0j组成的中心指向，均计算得到匹配后的均方根误差Y，选择均方根误差最小的匹配参数矩阵作为最优化天文定位参数；

利用最优化天文定位参数求解得到图像中心指向和图像目标的天文定位经纬度结果，实现面向中心指向搜索的天文定位。