[发明专利]一种基于三角形特征的星图识别方法

摘要

本发明属于航天技术领域，涉及对星图识别方法的改进。本发明方法的步骤是：1.构造并存储与角距对应的星对数据库，2.挑选观测三角形，3.三角形的识别，4.验证。本发明方法节约存储空间，不需要精确的亮度信息，具有较强的容错能力，具有很快的搜索识别速度。

主权项

1、一种基于三角形特征的星图识别方法，其特征在于，1.1、构造并存储与角距对应的星对数据库，扫描筛选导航星表，如果存在两颗星的角距小于d，则存储这个角距及该星对的序号，d为视场的对角距，当视场为12°×12°时，取存储所有星对的角距及该星对的序号构成与角矩对应的星对数据库，星对的存储按照角距的大小升序排列；1.2、挑选观测三角形，从观测星图中挑选出最亮的6颗星，以其中任意三颗星组成所有可能组成的待选观测三角形，如果观测星数目不足6颗，则利用所有的观测星组成待选观测三角形，然后，从待选观测三角形中挑选一个观测三角形，选取观测三角形的原则为：①优先选择最亮的星构成的观测三角形，设构成三角形的三颗星的亮度为M₁，M₂和M₃，亮度以星点的灰度值来衡量，定义M＝M₁M₂M₃，优先选择具有最小M值的三角形；②优先选择角距值较小的观测三角形，在M值大致相当的情况下，优先选择角距值较小的三角形，即优先选择在三条边中最长边角距值最小的三角形；按照以上原则，将待选观测三角形进行排序，排序靠前的三角形将依次用来识别，如果出现识别正确的结果，则排在后面的三角形将被略过；否则，按顺序依次挑选剩余的三角形进行识别；1.3、三角形的识别，1.3.1、寻找与观测三角形的三个角距匹配的星对，设d_m¹²，d_m²³和d_m¹³为观测三角形的三条边即三个角距，根据这三个角距在星对数据库中分别找到其匹配星对，设d_m¹²，d_m²³和d_m¹³的匹配星对集合分别为C(d_m¹²)，C(d_m²³)和C(d_m¹³)，其包含的星对数目为n(d_m¹²)，n(d_m²³)和n(d_m¹³)；1.3.2、进行三角形匹配，三角形匹配的定义是：寻找三个星对p₁∈C(d_m¹²)，p₂∈C(d_m²³)，p₃∈C(d_m¹³)，且满足p₁，p₂和p₃首尾相接，即两两之间有且仅有一个共同的星，满足这样条件的(p₁，p₂，p₃)构成观测三角的匹配三角形；采用下面的搜索方法来寻找符合条件的(p₁，p₂，p₃)，其具体步骤如下：①扫描C(d_m¹²)，把集合中所有星对所包含的导航星状态都置为I，并记下与该集合里每一颗导航星组成星对的另一颗星的序号j；②扫描C(d_m²³)，如果该集合中星对所包含的导航星的状态已被置为I，则将这颗导航星的状态标记置为II，并记下与之组成星对的另一颗导航星的序号k；③扫描C(d_m¹³)，如果(j，k)∈C(d_m¹³)，则找到一个匹配三角形，将与(j，k)组成星对的另一颗导航星i的状态由II变为III，(i，j，k)为与观测三角形匹配的导航三角形；找出所有的与观测三角形匹配的导航三角形；1.4、验证，利用找到的与观测三角形匹配的导航三角形产生一幅称为参考星图的模拟星图，与原始的观测星图进行比较，如果参考星图中的星均能在观测星图中较小的邻域半径内找到对应观测星，即认为参考星图和观测星图一致，则识别正确；否则，用同样的方法验证其他匹配的导航三角形，如果生成的参考星图和观测星图均不一致，则观测三角形识别失败；继续从剩余的观测三角形中选取排序靠前的三角形来重复相同的识别过程，直到识别正确为止。