基于模型和样条的星敏感器在轨自标定方法

作     者：闫浩东 支帅 陈旭睿 李照雄 丁国鹏 张洋洋 张永合 朱振才 Yan Haodong;Zhi Shuai;Chen Xurui;Li Zhaoxiong;Ding Guopeng;Zhang Yangyang;Zhang Yonghe;Zhu Zhencai

作者机构：中国科学院微小卫星创新研究院卫星数字化重点实验室上海201210 中国科学院大学北京100049 上海科技大学信息科学与技术学院上海201210 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2024年第44卷第12期

页      面：254-262页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 070802[理学-空间物理学] 08[工学] 0708[理学-地球物理学] 0835[工学-软件工程] 0803[工学-光学工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0701[理学-数学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

主　　题：星敏感器 光学畸变 在轨标定 B样条算法 图像处理 

摘      要：星敏感器长期在轨运行时,畸变会逐渐积累,因此对星敏感器进行在轨标定很有必要。目前,大多数星敏感器在轨标定算法仅依赖于星间角距的不变性,并需要较长的标定时间。本文算法的创新性在于利用星间角距关系和星点像素位置关系,将畸变信息解耦为粗校准的参数化信息和精校准的非参数化信息。充分考虑到星敏感器的工作性质,利用B样条算法的特点,使得连续的在轨校正仅需极少的时间。相较于目前常用的地面标定算法,本文算法在实现更准确的星点位置校正和更精确的姿态输出精度的前提下,训练完全部数据只需要几百毫秒的时间。在经过本文算法的标定后,在轨星敏感器的星点位置偏差由0.55766 pixel降低为0.23706 pixel,测量精度由5.857″提高到2.775″,这为未来低成本卫星搭载非专业化设计的星敏感器提供了一定的算法参考。