导航星库生成方法研究

admin · 发表于 2022-9-23 16:36:02

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星光自主导航具有自主性强、精度高、无积累误差等优点，已被广泛的应用于军事领域。导航星库的建立为星图匹配算法提供着数据支持，导航星库越精确和完备，星图匹配的成功率也越高；星图模拟技术的发展提供了大量的近似星空实拍图片，节省了昂贵的航天实验费用，从而更好的支持着星敏感器的地面调试以及软件算法的最初模拟等工作。目前，我国在导航星库和星图模拟算法的研究上依旧存在许多没有解决的细节。本文以某项目为背景，旨在研究如何优化生成导航星表的速度、结构和精度题目，并将其核心算法与星图模拟技术相结合，构建一个完整的基于 MFC 的软件平台。主要研究工作包括星历更新算法和星等转换算法：其中，星历更新算法旨在修正恒星视位置在天球上随时间产生的位移，以前，虽然也有对星历更新算法模型的研究，但时间间隔较短，模型构造简单；本文旨在构建一个更为精确的模型，保证长时段情况下恒星视位置精度小于 0.3"；在研究中，我们通过对影响恒星视位置变动的所有修正项的各种模型进行仿真验证，在确保精度的情况下，尽量简化算法模型，得到了最终的星历更新模型，验证了 11 年内视位置精度可达到 0.1"量级，满足某项目需求。星敏感器拍摄的仪器星等与人眼所见的视星等有所差别，为了分别针对这两种星等对导航星库进行处理，需要可以实时计算基于某星敏感器的导航星仪器星等；星等转换算法通过色指数拟合方法，能够达到仅通过基本星表中给出的星等/色指数信息，直接计算其仪器星等，同时保证了计算精度在 0.1 星等以内，并通过理论推导和实验仿真验证了算法的可行性。此外，针对导航星库和模拟星图模块的优化工作比较繁杂，除上述两种主要算法外，还进行了许多细节的添加和修改，最终目的是，可以仅依靠软件功能，自主、自动地生成任意时刻、任意规格星敏感器下、不同视轴指向、不同姿态角速率时的动/静态导航星图，为天文导航的研究提供重要支持。

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