星點(diǎn)提取的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、星敏感器是當(dāng)今航天飛行器中廣泛采用的一種高精度、高可靠性的姿態(tài)測(cè)量部件，從星圖中提取出有用的星點(diǎn)位置坐標(biāo)是星敏感器非常重要的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。星點(diǎn)位置坐標(biāo)的定位精度不僅關(guān)系到姿態(tài)計(jì)算的精度,還影響到星圖匹配的效率。 目前，星敏感器的工作方式主要有四種，在搜索和跟蹤工作方式下，對(duì)視場(chǎng)內(nèi)的星像進(jìn)行處理，剔除太空碎片和大目標(biāo)，選取較亮的星作為導(dǎo)航星，確定導(dǎo)航星窗口。在這種工作方式下，一般不存儲(chǔ)圖像，整個(gè)過(guò)程是實(shí)時(shí)完成的。為了跟上星跟蹤，

2、捕獲等能力，也為了減小存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)量，信號(hào)處理要求對(duì)星圖進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和高精度處理，本課題圍繞實(shí)時(shí)和高精度兩方面進(jìn)行研究。 本課題的主要工作如下： （1）在分析實(shí)際星圖的基礎(chǔ)上，采用在線數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了背景提取濾波器和信號(hào)提取濾波器，使星點(diǎn)提取的數(shù)據(jù)減少并且達(dá)到目標(biāo)提取的目的，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理要求。對(duì)星圖進(jìn)行二值化，采用動(dòng)態(tài)閾值，背景加偏置的方法，使星點(diǎn)不會(huì)丟失，也不會(huì)提取出噪聲，提高了星圖提取的準(zhǔn)確性，達(dá)到了高精度

3、處理的要求。 （2）對(duì)實(shí)際采集到的星圖進(jìn)行二值化，提取結(jié)果理想，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器的正確性及適用性。在得到數(shù)字濾波器差分方程的基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)計(jì)的濾波器硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了探究。 （3）本課題還對(duì)星點(diǎn)質(zhì)心提取進(jìn)行了探究，對(duì)幾種質(zhì)心提取方法進(jìn)行仿真，提出采用方差進(jìn)行分析，分析比較了這幾種方法的優(yōu)劣，得出平方加權(quán)質(zhì)心法提取質(zhì)心的效率較高，提取的星點(diǎn)質(zhì)心精度達(dá)到亞像素級(jí)。 本文設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器達(dá)到了星點(diǎn)提取的要求，為星敏感器