[发明专利]静止卫星成像导航与配准恒星南北参数提取方法及系统

摘要

本发明提供了一种静止卫星成像导航与配准恒星南北参数提取方法及系统，包括如下步骤：步骤1：构建列像元的灰度值与恒星影像南北向坐标分量的关系；步骤2：提取恒星划过列像元中心时的探测器像元灰度值；步骤3：计算恒星影像南北向坐标分量；步骤4：计算恒星影像中心划过探测器东西方向中心线时的南北向坐标分量。本发明在计算恒星影像坐标时，考虑了恒星影像的形状和亮度分布特性，大幅提高了识别精度；通过多列像元计算结果进行最小二乘拟合，降低了由探测器光学成像、电路噪声、卫星高频抖动等因素引起的星点位置高频误差。

主权项

1.一种静止卫星成像导航与配准恒星南北参数提取方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：构建列像元的灰度值与恒星影像南北向坐标分量的关系；步骤2：提取恒星划过列像元中心时的探测器像元灰度值；步骤3：计算恒星影像南北向坐标分量；步骤4：计算恒星影像中心划过探测器东西方向中心线时的南北向坐标分量；所述步骤1包括：当恒星影像划过列像元中心时，设恒星影像南北向坐标分量为l，恒星影像的中心点坐标写为(l,L/2)，其中，L为单个像元的尺寸；设列像元的第k个像元的灰度为h_k，则列像元与恒星影像南北向坐标分量的关系如下：式中：函数f(·)表示恒星影像的点扩散函数，变量x表示恒星影像东西向坐标，变量y表示恒星影像南北向坐标；所述步骤2包括：恒星划过探测器的某一列像元时，探测器多次曝光记录了恒星划过列像元的整个过程，通过提取恒星影像引起该列像元总灰度值随时间的变化关系和曲线，使用半功率法计算恒星划过该列像元中心的时刻，并记录恒星影像处于列像元中心时各像元的灰度值；具体地，选择灰度值最高的三个列像元，并记录每个像元的灰度值；所述步骤3包括：假设步骤2中选取的三个列像元的排列序号分别为k、m和n，实测的列像元灰度值分别为h_k、h_m和h_n；由步骤1得到恒星点扩散函数推导出来的三个列像元的灰度表达式分别如下：恒星在探测器里的纵向坐标计算能够转化为最优化问题，最优化的目标是选取合适的恒星影像南北向坐标分量l，使点扩散函数法计算出的像元灰度值与实测的像元灰度偏差最小；目标函数如下：式中：c₁、c₂和c₃为对应的三个列像元的权重，c₁、c₂和c₃的选取与对应列像元的灰度值大小相关，当Q值最小时，得出的l即为恒星影像南北向坐标分量。