一种改进的基于奇异值分解的星图识别算法.pdf

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1、第4卷第2期智能计算机与应用Vo1．4No．22014年4月INTELLIGENTCOMPUTERANDAPPUCATIONSApr．2014一种改进的基于奇异值分解的星图识别算法邢一凡，王建华(哈尔滨师范大学计算机科学与信息工程学院，哈尔滨150025)摘要：星敏感器是高精度的姿态测量部件，在各种航天、航空飞行器的姿态测量或控制系统中发挥着关键作用。作为星敏感器的核心技术，可靠、快速和高精度的星图识别算法一直是重要的研究课题。论文对星图识别算法进行研究。针对基于奇异值分解的星图识别算法可能出现的由于视轴不连续所造

2、成的全天区覆盖率较低问题，提出了一种改进的基于奇异值分解的星图识别算法。详细阐述了各部分算法的设计思想。论文最后在JDK5．0开发环境中用JAVA语言实现了改进算法，并与传统的三角形算法的性能进行了比较详尽的对比。关键词：星敏感器；星图识别算法；导航星数据库；奇异值分解中图分类号：TP391．4文献标识码：A文章编号：2095—2163(2014)02—0021—05AnImprovedStarRecognitionAlgorithmsbasedonSingularValueMethodXINGYifan．WANG

3、Jianhua(InstituteofComputerScienceandInformationEngineering，HarbinNormalUniversity，Harbin150025，China)Abstract：Star~ackerismostpreciseinstrumentofattitudemeasurement，playingavitalroleinattitudemeasurementandcontrolsystemofallkindsofAerospaceFlightVehicles．Star

4、patternrecognitionalgorithmasoneofcoretechnologyofstartrackerisSOimportantthatthereliable，fastandaccuratestarpatternrecognitioniswidelyinvestigated．Thestarpatternrecognitionalgorithmsareinvestigated．Fortheproblemoflowcoveragethroughouttheskycausedbylackofbores

5、ightdi—rection．animprovedsingularvaluemethodforrecognitionalgorithmisproposedrespectively．，I'hedesignthoughtsofpro—gramsaleelaboratedclearly．Finally，thisthesisdevelopsJAVAlanguagecodeoftheimprovedalgorithmintheJDK5．0Builderenvironmentandmakesancomparisonwithpe

6、rformanceofthetraditionalTrianglealgorithmindetail．Keywords：StarTracker；StarRecognitionAlgorithms；DatabaseofGuideStarPattern；SingularValueDecomposition0引言1基于奇异值分解的星图识别算法天文导航是通过对已知自然天体的坐标位置和运动规律开展研究，应用观测天体的天文坐标值来确定导航体在地球上的地理位置等导航参数⋯。与其他导航技术相比，天文导航系统由于不需要其他地面设备的

7、支持，可以实现自主式导航，同时还具有指向精度高、体积小、自主性强、无姿态累积误差等优点，星敏感器的这些性能使其成为一种优良的空间姿态敏感器技术而在空间飞行器中得到越来越广泛的应用。星敏感器技术的出现为空间飞行器的姿态测量探明了一个新的途径。星敏感器利用恒星坐标系作为参考坐标系，以若干个恒星矢量进行航天器在轨飞行阶段的高精度姿态测量。对于星敏感器而言，星图识别的实质就是寻找观测星图中观测星在星表(天球坐标系)中对应的导航星，这是星图导航中极为关键的一个步骤。该步骤指出了星敏感器拍摄到的实时星图的空间位置信息，可为导航

8、中的姿态和位㈩置解算提供了基础，其效率和准确度对整个星图导航系统有着极为重要的意义。收稿日期：2014—03—11基金项目：国家自然科学基金(41071262)。作者简介：邢一凡(1990一)，女，黑龙江加格达奇人，硕士研究生，主要研究方向：计算机辅助教育；王建华(1956一)，女，黑龙江巴彦人，硕士，教授，主要研究方向：智能教育、智能信息处理。通讯作者：王