CMOS探测器星敏感器的跟踪窗口星图处理方法

作者：王燕清; 郑循江; 钟金凤; 杜伟峰; 张磊

来源：上海航天(中英文）, 2023, 40(04): 119-127.

DOI：10.19328/j.cnki.2096-8655.2023.04.016

• 星敏感器
• 星跟踪
• 星图处理
• 跟踪窗口

近年来，商业航天微小卫星已经实现了轻小型化、低成本、快速研制等目标，但是在卫星姿态控制方面受制于星敏感器等测量敏感器的精度水平，无法实现高精度的测量与控制。为满足微小卫星在轨飞行中高精度姿态测量和大角速度运动的要求，本文提出了适用于CMOS探测器星敏感器的跟踪窗口星图处理算法方案，设计了基于姿态信息和导航星库，通过坐标系旋转和透视投影变换，预测探测星点成像位置，设置CMOS探测器跟踪窗口的方法，根据跟踪窗口设置，完成预测恒星所在图像子区域的像素灰度数据采集和背景灰度值的计算。采用这种方法后，恒星成像质心精度得到了提高，加快了星点提取质心的图像处理速度。通过试验室动态光星模和外场观星试验验证。试验结果表明：该算法提升了星敏感器的精度（2"/16"）和动态性能（3 （°）/s），同时提高了全天识别的概率和跟踪数据有效率。

• 单位
  上海航天控制技术研究所