2017年 9月上 論述 247 基于星敏感器的星圖模擬與去噪技術研究 劉奕君 ，薄宇陽 (北京市第三十五中學，北京市西城區 100032) 【摘 要】隨著小衛星應用技術的日趨成熟，測量精度高的 CCD星敏感器備受青睞，快速而可靠的星圖識別算法成為衛星姿態確定系統中最為 關鍵的部分。要進行恒星 的識別 ，就 需要從星敏感器獲得原始 的圖像 ，并從 中提取要識別 的目標及其特征。由于航天 實驗費用昂貴 ，星敏感器的 地面調 試、軟件算法 的最初模擬 ，不可 能都進 行實時星空拍攝 ，因此為了調 試和評價星 圖識別 算法，有必要利用計算機在地面 上模 擬生成星敏 感器實時拍攝到 的星空 圖片。本文的研究工作 主要是星圖模擬與星圖去噪。首 先學習了解 CCD星敏感器原理 ，在此基礎上模擬得到原始導航 星圖，然后模 擬得 到加 了運動噪聲的退 化星 圖 ，最后學 習維納濾 波和 Matlab算法 ，利 用 Matlab算法中的維納濾波方法對退化 圖像進 行圖像去 噪復原 技術研究 ，通過星圖模擬和 圖像復原得到 的仿真星圖可 以做成一個星圖模擬器為星圖識別工作 提供仿 真基礎 。 【關鍵詞】星敏感器；星庫 ；星圖模擬；星圖去噪；維納濾波 【中圖分類號】V416 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006—4222(2017)17—0247—03 1 引 言 星 圖識 別是 基 于 星敏 感 器確 定 衛 星 姿 態 的關 鍵 ．研 究 星 圖的計算機模擬技術成為星 圖識別算法研 究的必須手段 。衛 星準確的位 置姿 態信 息是 飛行 器 自主地捕 獲 目標 、接 受指令 、 實現軌道 機動 或將收 集到 的信 息傳 回地 面等的 必要基 礎l1l 而 CCD 星 敏 感 器【 1是 衛 星姿 態確 定 與控 制 系統 中重要 的 星 上 設 備，隨 著 CCD星敏感 器的 日益推 廣 測量精度 高的 CCD星 敏 感器備受青睞 ，而使 用星敏 感器測量姿 態需要依賴 于星 圖 識 別算法 ，因此 ，快速 而可靠 的星 圖識 別算 法成 為姿 態確 定 系統中最為關鍵 的部分【” 要進行 恒星的識 別．就需要 從星敏 感 器獲得 原始的 圖像 ，并從 中提取要 識別的 目標及 其特征 由于航天 實驗 費用 昂貴 ，星敏 感 器的地 面調試 、軟件 算 法的 最初模 擬 ，不 可能都進行 實時星空拍攝 ．因此 為 了調 試和評 價 星圖識別算法 ，并對導航 星的選擇進行直觀 的檢驗 有必要 根據 實驗 室現有條件 ，利 用計 算機 在地 面上模擬 生成 星敏 感 器 實時拍攝 到的星空 圖片。 目前 ，大量的研 究集 中在星 圖識 別算法上 ．而對星 圖模 擬的研究相 對少的 多 因此加 強這方 面的工作有著更強的現實意義 太空復雜 的環境 為星光導航 的星 圖預 處理 帶來 了困難 ． 高速運動會使得 星圖成像 發 生抖 動、模 糊、質 心偏移等現 象 ， 為 了使 得星光導航在 高速運動 的情況下也 能正 常工作 ，退化 圖像的復原也成 為星 圖識別 的基 礎。 因此 ．本文仿 真在得 到 模 擬 星 圖后 嘗 試 采 用 Wiener濾 波 器 的 圖像 復 原 算 法 對 加 入 運 動噪 聲后 產生的模擬退化 星圖進行補 了償校正研究 2 星圖模擬的基本原理 星敏感器以·巨星為參照 系，以星空為工作對 象．通過探 測 天球 上不 同位置 的恒星并進 行解 算 ，為衛 星、宇宙飛船等航 空航 天飛行 器提 供準確 的空間方位和基 準 ．并且與慣性 陀螺

總結

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