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[发明专利]一种基于二次最优权重的星敏感器导航星库构建方法-CN202111458390.3有效
发明人：叶宋杭;王楠;高原;金荷;刘轩 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2021-12-02 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G01C21/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于二次最优权重的星敏感器导航星库构建方法，步骤S1：构建固定的光轴指向集合，对基础星库进行遍历，根据遍历的所述基础星库中恒星在视场内的综合因素计算权重，并将计算权重后得到的最优的若干颗恒星列入导航星库中；步骤S2：将每一视场中未列入所述导航星库的恒星列入待删星库；步骤S3：根据所述待删星库，采用二次最优权重方法对所述导航星库进行补充，以构建星敏感器导航星库，本发明构建的导航星库，即满足导航星全天球均匀分布，又大幅度降低存储容量，还能提高星敏感器的姿态精度。
一种基于二次最优权重敏感导航构建方法

[发明专利]一种步进式全天区扫描搜索装置及方法-CN201811466638.9有效
发明人：毛晓楠;吴永康;周琦;杨元钊;闫晓军;余路伟;金荷;孙少勇;王勇;聂周 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2018-12-03 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G06T5/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种步进式全天区扫描搜索装置及方法，该装置由两个搜索机构组成，分别放置于卫星上下两侧，各负责180°空域搜索任务；每个所述搜索机构由用于步进转动的一维转动机构和设置在所述一维转动机构上的两台相机组成；所述相机的视场采用30°×30°，两台相机构成的拼接视场为60°×30°；每个所述搜索机构依靠所述一维转动机构的转动，实现60°×180°全视场覆盖。本发明解决了全天区多目标检测与跟踪的策略问题，提高了多目标检测的快速性，降低了虚警率；改善了多目标跟踪的快速性；实现了对空间非自然天体目标的检测与持续跟踪。为在轨卫星防碰避碰提供了可行的工程基础。
一种步进全天扫描搜索装置方法

[发明专利]一种近地面多源天文自主导航方法-CN202110006666.8有效
发明人：蔡辉;奚勇;郑循江;高原;叶志龙;孙朔冬;柳明旻;金荷;何峰;施金花;周星良;刘婷 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2021-01-05 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： G01C21/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种近地面多源天文自主导航方法，通过结合倾角传感器输出的倾角信息、星敏感器输出载体的姿态信息、精密授时装置输出的时间信息，挖掘载体坐标系、惯性坐标系、地平坐标系、地心坐标系及时间基准间的有机联系，进而解算载体在地球坐标系下的经纬度信息。
一种地面天文自主导航方法

[发明专利]一种星敏感器的组合成像驱动方法-CN201811073412.2有效
发明人：余路伟;周琦;毛晓楠;金荷;刘轩;沈艳萍;李新鹏;高原;叶宋杭 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2018-09-14 - 公布日： 2022-06-24 - 主分类号： G01C21/02 文献下载
摘要：一种星敏感器的组合成像驱动方法，生成窗口控制字，其包含驱动控制字和块控制字，块控制字包含行块控制字和列块控制字，驱动控制字用于表征采用全帧驱动模式或窗口驱动模式，行块控制字表征窗口所在位置的行区域，列块控制字表征窗口所在位置的列区域，读取窗口控制存储器的窗口控制字判断要求的驱动模式，若为全帧驱动模式，则逐行逐个读取全部像素获得全帧图像，若为窗口驱动模式，则对探测器进行积分电荷复位，然后累积曝光，最后根据窗口控制字中的块控制字采集窗口图像。本发明有效地提高了星点提取能力，保障了星敏感器的姿态有效性，减少了计算量，缩短了帧周期，提高了星敏感器的数据更新率，节省了资源占用，提高了星敏感器的动态性能。
一种敏感组合成像驱动方法

[发明专利]基于外场观星的星敏感器标定装置与观星标定方法-CN201911220667.1有效
发明人：金荷;毛晓楠;吴永康;余路伟 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2019-12-03 - 公布日： 2022-06-24 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明公开了基于外场观星的星敏感器标定装置与观星标定方法，该标定装置包含：能绕天顶转动的中等精度转台；设置该转台上的星敏感器；及，与该星敏感器连接的线路盒，其包含：数据采集模块，及，时钟基准模块。该标定方法包含：步骤1，以星光代替单星模拟器，地球代替高精度转台，通过转台带动星敏感器，模拟实验室标定系统，进行观星实验；步骤2，将实验室标定中的参数法应用到观星标定中进行数据处理：首先构造了初始对准误差模型，补偿初始对准误差，再进行非线性最优化求解，然后，构造了畸变校正模型，并进行最小二乘求解。本发明提出的方法将实验室标定中的参数法应用到观星标定中，尤其对于大视场星敏感器来说，提高了标定精度。
基于外场观星敏感标定装置方法

[发明专利]一种星敏感器光轴热稳定性测试系统及方法-CN202010691002.5有效
发明人：杜伟锋;高文杰;张惠;翟正一;金荷 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2020-07-17 - 公布日： 2022-06-24 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种星敏感器光轴热稳定性测试系统及方法，该系统包含：真空罐；设在真空罐内部的基准棱镜、五角棱镜及星敏感器；所述基准棱镜安装在真空罐侧壁；所述五角棱镜安装在所述真空罐的后侧；设在真空罐开门处的第一大理石平台；该大理石平台上安装有静态多星模拟器；所述真空罐侧壁安装有两个光学窗口；设在真空罐侧壁外部的两台自准直仪，所述两台自准直仪分别面对着所述两个光学窗口。本发明实现了由于内方位元素变化和测量坐标系与棱镜坐标系关系的变化引起的误差量的测量的目的。
一种敏感光轴热稳定性测试系统方法

[发明专利]一种高动态星敏感器图像处理控制方法-CN201910640849.8有效
发明人：余路伟;毛晓楠;高原;练达;杨元钊;李新鹏;金荷;左乐;高文杰;张磊 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2019-07-16 - 公布日： 2021-12-07 - 主分类号： G01C21/02 文献下载
摘要：一种高动态星敏感器图像处理控制方法，星敏感器根据星点特征量信息自主预测角速度，根据角速度计算最优曝光时间，根据角速度和最优曝光时间，估计星点拖尾长度，自适应地调整星点对应跟踪窗口的尺寸，以自适应窗口跟踪星点，在窗口内采用背景估计方法对图像进行预处理，获得星点特征量信息。本发明实现自主调整，可有效抑制星点拖尾，大大提高星点提取率，使星点成像信噪比达到最大，保障星敏感器数据有效性，最终提高星敏感器动态性能。
一种动态敏感图像处理控制方法

[发明专利]星敏感器测量坐标系到棱镜坐标系测量方法-CN201811517467.8有效
发明人：杜伟峰;王燕清;金荷;吴永康;闫晓军;杨宵;陆建 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2018-12-12 - 公布日： 2021-08-06 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种星敏感器测量坐标系到棱镜坐标系测量方法及系统。所述星敏感器测量坐标系统到棱镜坐标系测量方法包括：通过平面反射镜确定单星模拟器光轴指向；确定光电自准直仪的安装位置；通过光电自准直仪对所述平面反射镜、及星敏感器基准棱镜的第一方向和/或第二方向进行自准直；分别获取坐标系第一方向绕棱镜坐标系第一方向的转动角度、坐标系第二方向绕棱镜坐标系第二方向的转动角度、以及坐标系第三方向绕棱镜坐标系第三方向的转动角度。本发明的测量方法及系统通过高精度的测量设备进行，不仅操作简单可靠，且大大提高了测量的精度。
敏感测量坐标系棱镜测量方法

[发明专利]一种星敏感器定姿星矢量权值实时分配方法-CN201710864352.5有效
发明人：李新鹏;孙少勇;郑循江;王燕清;金荷 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2017-09-22 - 公布日： 2021-03-26 - 主分类号： G06F17/16 文献下载
摘要：一种星敏感器定姿星矢量权值实时分配方法，包括以下步骤：S1、根据定姿星观测矢量Wi，参考矢量Vi和星矢量权值其中i＝1,2,…,n，n为定姿星颗数,首次解算先验姿态四元数S2、根据首次解算的先验姿态四元数解算先验姿态矩阵A；S3、根据定姿星观测矢量Wi，参考矢量Vi和姿态矩阵A计算星矢量误差；S4、根据矢量误差计算动态权值ai；S5、根据定姿星观测矢量Wi，参考矢量Vi和动态权值ai二次迭代解算姿态四元数q。
一种敏感器定姿星矢量实时分配方法

[发明专利]星敏感器光学系统参数在轨自适应校正方法及系统-CN201811529675.X有效
发明人：金荷;周琦;任平川;叶宋杭;刘轩 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2018-12-14 - 公布日： 2021-03-16 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种星敏感器光学系统参数在轨自适应校正方法和系统。所述星敏感器光学系统参数在轨自适应校正方法包括：获取星敏感器光学系统参数；通过扩展卡尔曼滤波方法对星敏感器的焦距进行在轨更新。本发明的校正方法及系统仅对焦距进行最优化，从而大大减小了计算量，进而提高了其可行性和可靠性；进一步地，采用EKF算法进行滤波，减小了噪声对焦距更新结果的影响，进而进一步提高了系统的稳定性。
敏感光学系统参数自适应校正方法系统

[发明专利]一种自由重构和协同观测的对地观测纳卫星集群系统-CN201810098095.3有效
发明人：孙炳磊;韩飞;吴鹏飞;金荷;刘露;刘禹 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2018-01-31 - 公布日： 2021-02-09 - 主分类号： B64G1/64 文献下载
摘要：本发明提供了一种自由重构和协同观测的对地观测纳卫星集群系统。该系统包含四颗相同的纳卫星，具备分散态和聚集态两种基本形态。在分散状态下，通过四星的智能协同，可实现三种编队构型下的五种协同对地观测，包括垂轨拼接观测、多目标观测、沿迹拼接观测、接力凝视观测和同目标多角度观测。在聚集状态下，四星自由对接实现组合体的不同结构，从而完成观测视场的拼接和叠加。分散态的智能协同和聚集态的自由重构大幅提升了纳卫星系统的任务灵活性，使其更加适应广域观测和数据融合等应用需求。本发明解决了传统对地观测系统灵活性差，成本高等问题，可应用于多任务要求的对地观测。
一种自由协同观测卫星集群系统

[发明专利]一种高精度星敏感器安装矩阵在轨实时校准方法-CN201710666994.4有效
发明人：李新鹏;毛晓楠;郑循江;金荷;王燕清 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2017-08-07 - 公布日： 2020-11-03 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：一种高精度星敏感器安装矩阵在轨实时校准方法，解算实测安装关系四元数，对安装关系四元数的矢量部分进行滤波校准，采用校准后的安装关系四元数解算安装矩阵。本发明在无准确先验信息的条件下，通过量测残差序列给出滤波收敛判据，若收敛，衰减因子取1，并在线估计参数R，以避免收敛判据失效，若发散，实时解算衰减因子，调整当前拍在滤波过程中的权重，可有效解决因模型不准确导致的滤波性能下降甚至发散问题，本发明对安装矩阵进行实时校准补偿，不需存储大量的量测信息，本发明直接对安装关系四元数的矢部进行滤波，而不是三轴欧拉角，避免了反三角解算引入的误差。
一种高精度敏感安装矩阵实时校准方法

[发明专利]一种空间光电敏感器的立方镜快速装调装置及其装调方法-CN201711156408.8有效
发明人：吴永康;金荷;余路伟;闫晓军;李新鹏 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2017-11-20 - 公布日： 2020-09-18 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种空间光电敏感器的立方镜快速装调装置及其装调方法，包括立方镜、调整座、机壳、螺钉和工装；工装与机壳固定连接，机壳上安装有用于装调立方镜的调整座，机壳上设有用于安装螺钉的螺孔，螺钉穿设在螺孔中并与调整座配合调节立方镜的旋转角度。本发明通过调整座、机壳和锥端紧定螺钉的配合，提高了空间敏感器立方镜坐标系和机械坐标系的校准速度，弥补了传统的空间敏感器立方镜坐标系和机械坐标系校准效率较低的缺陷；通过利用光电自准直仪和平面反射镜测量，实现了同步进行测量和调整，克服了传统的空间敏感器立方镜坐标系和机械坐标系校准精度较差的难题。
一种空间光电敏感立方快速装置及其方法

[发明专利]一种通用型星敏感器数据测试处理器-CN201811487916.9有效
发明人：任平川;刘轩;金荷;周琦;黄嘉智;胡雄超;武斌;曹卫卫 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2018-12-06 - 公布日： 2020-09-04 - 主分类号： G01C21/02 文献下载
摘要：本发明的一种通用型星敏感器数据测试处理器中，1553B通讯模块模拟星上计算机，向星敏感器发送控制指令，接收星敏感器姿态数据包和过程数据包；产品电源控制模块按照通断电时间指令对星敏感器进行自动化的通/断电操作；数据采集/存储与显示模块将数据包解码、显示并存储，绘制各遥测量曲线；外部时间基准校时模块将外部时间基准信号通过串口发送至星敏感器；电星模软件根据实际轨道动力学/激励文件输入的激励数据产生固定格式的星点质心数据、星点波门图像数据，通过地测口发送至星敏感器。本发明小巧轻便、使用便捷，支持1553B总线，可实时监控星敏感器电源状态，并依据程序设定自动化进行电/断电操作。本发明数据存储集中，方便查阅。
一种通用型敏感数据测试处理器

[发明专利]基于蒙特卡洛法的星敏感器导航星库构建方法-CN201618008379.0有效
发明人：毛晓楠;周琦;吴永康;胡雄超;金荷 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2016-10-24 - 公布日： 2020-08-14 - 主分类号： G06F9/455 文献下载
摘要：本发明涉及一种星敏感器恒星跟踪导航数据库构建方法，旨在生成既满足全天球覆盖完备性要求且数据量小的导航星库，用于指导星敏感器恒星目标跟踪。本方法由导航星库初始化(1)、基于蒙特卡洛方法生成导航星库(2)和基于蒙特卡洛方法检验导航星库完备性(3)三部分组成。本发明提出的方法由本发明采用的方法与现有技术相比，优点在于：天球是连续的球面，在天球坐标系中，本方法以三维的视角考察恒星分布和星表构建问题，避免了传统的将天球展平化为二维平面带来的间断问题；本方法基于蒙特卡洛抽样，在足够的抽样次数条件下，可实现全天球100％覆盖率，算法设计与实现简洁。
基于蒙特卡洛法敏感导航构建方法

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