專利名稱：深空探測(cè)轉(zhuǎn)移段小行星成像模擬器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種模擬器，具體涉及一種深空探測(cè)轉(zhuǎn)移段小行星成像模擬器。
背景技術(shù)：
小行星是深空探測(cè)巡航段主要的參考目標(biāo)，美國(guó)深空一號(hào)、深空撞擊等任務(wù)均使 用了小行星敏感器作為自主導(dǎo)航的關(guān)鍵設(shè)備。預(yù)研算法研究階段需要小行星模擬圖像輸入 來(lái)進(jìn)行算法驗(yàn)證，而小行星敏感器的圖像由于曝光時(shí)間長(zhǎng)、平臺(tái)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生出特殊效果與 傳統(tǒng)恒星模擬存在較大差異，需要新技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)。課題組在恒星模擬基礎(chǔ)上進(jìn)行了小行 星星圖模擬研究，成功實(shí)現(xiàn)了小行星星圖的模擬并提出模擬器的實(shí)現(xiàn)方案。首先，深空探測(cè)巡航段小行星成像模擬是一項(xiàng)新概念；傳統(tǒng)的恒星模擬方法不會(huì) 考慮小行星星表、背景噪聲、平臺(tái)抖動(dòng)等問(wèn)題。因此小行星模擬屬于一項(xiàng)新的攻關(guān)性、創(chuàng)新 性技術(shù)。以上就是提出本發(fā)明的技術(shù)背景?，F(xiàn)有的文獻(xiàn)顯示，傳統(tǒng)的方法主要屬于恒星模擬技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種深空探測(cè)轉(zhuǎn)移段小行星成像模擬器，它能夠解決深空探 測(cè)小行星模擬實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種確定小行星導(dǎo)航敏感器星間角距的方法，它包括以下 步驟，1)星表選擇；2)星等轉(zhuǎn)換；3)靜態(tài)成像分析；4)背景分析；5)運(yùn)動(dòng)成像分析；6)小行星成像模擬。所述的步驟1)是根據(jù)預(yù)先設(shè)定的軌道與探測(cè)星選擇小行星星表以及恒星星表； 在標(biāo)稱軌道上面選擇導(dǎo)航弧段。所述的步驟2、根據(jù)視星與儀器星的關(guān)系將步驟1)目標(biāo)視星等轉(zhuǎn)所述的步驟幻根據(jù)視場(chǎng)、軌道位置、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換完成單星高斯模型的靜態(tài)成像分 析；模擬過(guò)程中星敏感器姿態(tài)是已知的，其視軸在天體坐標(biāo)系中的指向?yàn)槌嘟?jīng)赤緯 (αζ, δζ)，其X軸指向?yàn)槌嘟?jīng)赤緯(αχ，δ χ)，則從天球坐標(biāo)系0_UVW到星敏感器坐標(biāo)系 O-XYZ的變換矩陣M為
權(quán)利要求
1.一種確定小行」1)星表選擇；2)星等轉(zhuǎn)換；3)靜態(tài)成像分析；4)背景分析；5)運(yùn)動(dòng)成像分析；6)小行星成像模擬。
2.如權(quán)利要求1所述的一種確定小行』 述的步驟1)是根據(jù)預(yù)先設(shè)定的軌道與探測(cè) 上面選擇導(dǎo)航弧段。
3.如權(quán)利要求1所述的一種確定小行』導(dǎo)航敏感器星間角距的方法，其特征在于它包括以下步驟，導(dǎo)航敏感器」 ■選擇小行星導(dǎo)航敏感器」J旬角距的方法，其特征在于所 ■表以及恒星星表；在標(biāo)稱軌道間角距的方法，其特征在于所 述的步驟幻根據(jù)視星與儀器星的關(guān)系將步驟1)目標(biāo)視星等轉(zhuǎn)換為儀器星。
4.如權(quán)利要求1所述的一種確定小行星導(dǎo)航敏感器星間角距的方法，其特征在于所 述的步驟幻根據(jù)視場(chǎng)、軌道位置、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換完成單星高斯模型的靜態(tài)成像分析；模擬過(guò)程中星敏感器姿態(tài)是已知的，其視軸在天體坐標(biāo)系中的指向?yàn)槌嘟?jīng)赤緯(α z， S ζ)，其X軸指向?yàn)槌嘟?jīng)赤緯(α χ，δ χ),則從天球坐標(biāo)系O-UVW到星敏感器坐標(biāo)系O-XYZ 的變換矩陣M為
5.如權(quán)利要求1所述的一種確定小行星導(dǎo)航敏感器星間角距的方法，其特征在于所 述的步驟幻根據(jù)平臺(tái)抖動(dòng)、平臺(tái)運(yùn)動(dòng)以及曝光時(shí)間完成目標(biāo)星的動(dòng)態(tài)成像分析， 其中，星敏感器曝光積分的Euler參數(shù)可用一階近似為θ = ω( ) Λ θ = ω At(5)其中，θ表示歐拉主軸旋轉(zhuǎn)角，ω積分時(shí)間內(nèi)星敏感器的角速度，Δ θ在步長(zhǎng)時(shí)間At 內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)角，公式O)中的變換矩陣M可改寫(xiě)為如下遞推公式Mk+1 = Mk · (Ε-Δ θ χ)對(duì)曝光積分時(shí)間選擇時(shí)間步長(zhǎng)△ t，可得k時(shí)刻j 相應(yīng)相關(guān)像素下的收集的能量光電子數(shù)計(jì)算公式為(6)點(diǎn)的坐標(biāo)為(x0(k)，y0(k))，則此時(shí)
全文摘要
本發(fā)明屬于一種模擬器，具體涉及一種深空探測(cè)轉(zhuǎn)移段小行星成像模擬器。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，小行星敏感器是深空探測(cè)巡航段自主導(dǎo)航關(guān)鍵部件，在算法研究階段、敏感器地面試驗(yàn)階段均需要小行星成像模擬技術(shù)的支持，因此發(fā)明是小行星導(dǎo)航敏感器成功研制的重要保障條件之一，另外部分成果可推廣用于高動(dòng)態(tài)恒星模擬器研制。目前，本發(fā)明已通過(guò)工程應(yīng)用的地面考核，可滿足算法驗(yàn)證的需求。
文檔編號(hào)B64G7/00GK102114919SQ20091021698
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者周建濤, 尉志軍, 王立, 郝云彩 申請(qǐng)人:北京控制工程研究所