奔月段基于紫外敏感器、星敏感器的自主轨道估计方法

摘要

奔月段基于紫外敏感器、星敏感器的自主轨道估计方法，包括下列步骤：(1)对紫外敏感器拍摄的图像进行分割，根据分割后目标几何特点判断所拍摄图像内是否存在地球或月球，若无地球或月球，则不具备实现自主轨道估计的条件，等待下次拍摄的图像；否则，进行地球、月球的识别，判断地球与月球是否在同一张图像内，若二者不在同一张图像内，则转步骤(2)，否则转步骤(3)；(2)根据星敏感器输出的惯性姿态数据，紫外敏感器输出的半张角、月球矢量或地球矢量进行轨道估计；(3)仅根据紫外敏感器的测量值进行轨道估计，或根据紫外敏感器的测量值和星敏感器的输出值进行轨道估计。

主权项

1、奔月段基于紫外敏感器、星敏感器的自主轨道估计方法，其特征在于包括下列步骤：(1)对紫外敏感器拍摄的图像进行分割，根据分割后目标几何特点判断所拍摄图像内是否存在地球或月球，若无地球或月球，则不具备实现自主轨道估计的条件，等待下次拍摄的图像；否则，进行地球、月球的识别，判断地球与月球是否在同一张图像内的判断，若二者不在同一张图像内，则转步骤(2)，否则转步骤(3)；所述的判断所拍摄图像内是否存在地球或月球，判断方法为：第一步，根据灰度阈值判断分割后的图像内是否形成像斑，若没有像斑，说明图像内无地球或月球，停止后续工作，否则对像斑大小进行分析，计算像斑内像素数目Num，判断像斑内像素数目Num与数目阈值T_N的大小，若Num＞＝T_N，像斑可能为地球或月球，打上标记，若Num＜T_N，像斑不是地球或月球目标；第二步，统计第一步中打上标记的像斑数目M，若M＝0，图像内没有地球或月球，停止后续工作；M＝1，图像内有地球或月球，但不是同时存在；M＝2，图像内同时存在地球、月球；M＞2，图像内存在较大噪声干扰，停止后续工作；其中，灰度阈值选择地面注入或先验默认值，一般大于2倍的最大背景灰度值；数目阈值T_N，由标称轨道、弦月来决定；所述第二步中M＝1时，地球或月球的识别方法如下：首先，计算地球标称半张角月球标称半张角计算公式为：${\partial }_E=a\sin (R_E/L_E)$${\partial }_M=a\sin (R_M/L_M)$其中，L_E为卫星与地心的距离，L_M为卫星与月心的距离；R_E为地球半径，R_M为月球半径；然后，对像斑进行圆拟合分析得到像斑半张角计算与上述的标称半张角的误差：$\Delta {\partial }_E=|\partial -{\partial }_E|$$\Delta {\partial }_M=|\partial -{\partial }_M|$当此像斑为月球；此像斑为地球；其它，不满足计算条件，停止后续工作；式中T_Δ为角度阈值，大小由标称轨道误差决定；(2)根据星敏感器输出的惯性姿态数据，紫外敏感器输出的半张角、月球矢量或地球矢量进行轨道估计；(3)仅根据紫外敏感器的测量值进行轨道估计，或根据紫外敏感器的测量值和星敏感器的输出值进行轨道估计。