9] 式（1)中，k1=2451545.0，k2=36525均為常數(shù)。T表達為儒略世紀數(shù)，所以T誤 差0. 00001相當于0. 37日，因此計算時要保留足夠的小數(shù)位數(shù)。
[0030]進一步的，可得太陽幾何平黃經(jīng)L和太陽平近點角M的表達式分別為：
[0031] L=k3+k4 ?T+k5 ?T2 (2)
[0032] M = k6+k7 ? T-k8 ? T2-k9 ? T3 (3)
[0033]式（2)、式（3)中，k3= 280.46645。，k4= 36000.76983。，k 5= 0.0003032。，k6 = 357.52910。，k7= 35999. 05030°，k 8= 0.0001559。，k 9= 0.00000048°均為常數(shù)。
[0034] 由式（1)、式（3)可得，太陽中間方程C的表達式為：
[0035] C = (k1〇-kn ? T_k12 ? T2) ? sin (M) + (k13_k14 ? T) ? sin (2M)+k15 ? sin (3M) (4)
[0036]式（4)中，k10= 1. 914600。，k n= 0? 004817。，k 12= 0? 000014。，k 13 = 0.019993。，k14= 0.0001〇r，k15= 0.000290°均為常數(shù)。
[0037] 又由式（2)、式⑷可得，太陽的真黃經(jīng)0的計算公式如下：
[0038] 0 = L+C (5)
[0039] 進一步的，由式（1)可得，黃赤交角e的表達式為：
[0040]
【主權(quán)項】
1. 一種高動態(tài)星敏感器強光保護的方法，其特征在于：該方法根據(jù)高動態(tài)星敏感器的 特點，將其在使用過程中可能遇到的強光物體分為兩類：軌道和位置已知的強光物體；軌 道和位置未知的強光物體；對于第一類強光物體，由于其位置信息已知，因此可以主動預測 其位置，并在其進入視場前關(guān)閉像增強器，從而實現(xiàn)強光保護的目的，這類方法可以稱為主 動預測保護法；而對于第二類強光物體，由于其位置信息未知，其是否出現(xiàn)在視場內(nèi)完全是 隨機的，因而不能采用主動預測保護法實現(xiàn)強光保護，考慮到第二類強光物體的出射光強 較第一類弱許多，故而不會直接損壞像增強器，只有當其在視場內(nèi)長時間出現(xiàn)才可能導致 像增強器的疲勞，因此可以通過軟件的方式實時判斷，當視場內(nèi)出現(xiàn)包含的像素個數(shù)大于 某一閾值的目標時，即判定該目標為第二類強光物體，隨即關(guān)閉像增強器，從而實現(xiàn)針對第 二類強光物體的保護目的，這類方法可以稱為目標判定保護法。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高動態(tài)星敏感器強光保護的方法，其特征在于：所述的 主動預測保護法包括如下步驟： 步驟（1)開啟強光保護環(huán)節(jié) 根據(jù)星敏感器的工作特點，在正常工作狀態(tài)中能夠提前預測第一類強光物體的位置， 該第一類強光物體為太陽、月球或火星等軌道和位置已知的強光物體，可以在其進入視場 前主動關(guān)閉像增強器，從而實現(xiàn)強光保護的目的； 步驟（2)關(guān)閉強光保護環(huán)節(jié) 當像增強器關(guān)閉后，星敏感器隨即失去視軸與強光物體夾角的判定知識，從而無法預 知強光物體離開視場的時間，導致星敏感器在前次開啟強光保護后無法恢復正常工作狀 態(tài)，為此，增設一個是否關(guān)閉強光保護并恢復正常工作狀態(tài)的環(huán)節(jié)，簡稱為關(guān)閉強光保護環(huán) T； 關(guān)閉強光保護環(huán)節(jié)的基本工作步驟為：首先，在高動態(tài)星敏感器探測器四周成圓形均 勻分布一圈光電二極管，并且為該二極管陣列配置相應的驅(qū)動與信號提取電路；然后，為降 低功耗，在高動態(tài)星敏感器正常工作狀態(tài)下，光電二極管陣列始終處于關(guān)閉狀態(tài)；最后，在 開啟強光保護后，高動態(tài)星敏感器停止工作，此時啟動光電二極管陣列，對陣列中光電二極 管進行編號，并由某一區(qū)域發(fā)生光強信號顯著變化判定強光物體進入視場，由另一區(qū)域發(fā) 生光強信號顯著變化判定強光物體離開視場，兩次光強顯著變化后即可關(guān)閉強光保護并使 高動態(tài)星敏感器恢復工作，然后關(guān)閉光電二極管陣列以降低功耗。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高動態(tài)星敏感器強光保護的方法，其特征在于：以太陽 為例，所述的步驟（1)中開啟強光保護環(huán)節(jié)具體為： ① 計算太陽在天球坐標系下的位置，該位置包括赤經(jīng)、赤煒； ② 計算高動態(tài)星敏感器視軸方向與太陽的方向矢量之間的夾角； ③ 確定太陽進入視場的臨界夾角，并判定太陽是否即將進入星敏感器視場：當高動態(tài) 星敏感器的視軸指向單位矢量與太陽的方向矢量之間的夾角逐漸減小至臨界夾角時，高動 態(tài)星敏感器隨即結(jié)束正常工作狀態(tài)并開啟強光保護；否則，保持正常工作狀態(tài)不變。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高動態(tài)星敏感器強光保護的方法，其特征在于：所述的 步驟（2)關(guān)閉強光保護環(huán)節(jié)具體為： 若星敏感器工作于初次強光保護狀態(tài)，由于缺失強光物體與視軸夾角的先驗知識，理 論上強光物體的所有可能位置為：完全位于視場內(nèi)、位于視場邊緣、位于視場外且與視軸夾 角接近臨界夾角、位于視場外且與視軸夾角遠大于臨界夾角，針對以上四種情況，需根據(jù)衛(wèi) 星平均角速度與星敏感器視場角大小設置一延遲時間，為安全起見，該延遲時間設定為以 衛(wèi)星平均角速度掃過整個視場角時間的兩倍，則視場內(nèi)是否存在強光物體的判定條件為： a)自光電二極管陣列無強光信號輸出起開始計時，若光電二極管陣列始終保持無強光信號 輸出并記滿延遲時間，則判定視場內(nèi)無強光物體，星敏感器跳轉(zhuǎn)至正常工作狀態(tài)；b)否則， 保持強光保護狀態(tài)，重復a)直至滿足延遲時間條件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高動態(tài)星敏感器強光保護的方法，其特征在于：所述的 步驟（2)關(guān)閉強光保護環(huán)節(jié)具體為： 若星敏感器不是工作于初次強光保護狀態(tài)，而是由正常工作狀態(tài)跳轉(zhuǎn)而來，則對陣列 中光電二極管進行編號，并由某一區(qū)域發(fā)生光強信號顯著變化判定強光物體進入視場，由 另一區(qū)域發(fā)生光強信號顯著變化判定強光物體離開視場，兩次光強顯著變化后即可跳轉(zhuǎn)至 正常工作狀態(tài)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高動態(tài)星敏感器強光保護的方法，其特征在于：同理，對 于其他可能出現(xiàn)在視場內(nèi)的強光物體如月球、火星等時，其處理方式與太陽完全相似，均可 以按照上述步驟①~③進行處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高動態(tài)星敏感器強光保護的方法，其特征在于：所述的 目標判定保護法包含以下幾個步驟： (1) 開啟像增強器； (2) 輸入圖像像素數(shù)據(jù)； (3) 采用四連通域判斷方式，將圖像中的所有目標與背景完全分離開； (4) 計算所有目標的大小，即目標包含的像素個數(shù)； (5) 設定適當?shù)哪繕舜笮￠撝?，用于區(qū)分星點目標與強光物體目標； (6) 對輸入的所有目標進行判斷，若至少存在一個目標的大小超過閾值，則判定為強光 物體；否則視場內(nèi)無強光物體； (7) 若視場內(nèi)無強光物體，則執(zhí)行（1)，否則關(guān)閉像增強器，并保持一定時間后再執(zhí)行 (1)，這里，保持時間需根據(jù)衛(wèi)星平均角速度與星敏感器視場角大小設置，該保持時間設定 為以衛(wèi)星平均角速度掃過整個視場角時間的兩倍，當達到保持時間后，即認為強光物體已 經(jīng)離開視場； 需要注意的是，若執(zhí)行步驟（1)~（7)后強光物體仍未離開視場，則上述過程會循環(huán)執(zhí) 行，直至強光物體完全離開視場。
8. -種高動態(tài)星敏感器強光保護的裝置，該裝置應用在權(quán)利要求2所述的主動預測保 護法中，其特征在于，該裝置包括光電二極管陣列（43)，光電二極管陣列（43)成圓周狀均 勻分布在高動態(tài)星敏感器探測器（42)的圓周邊緣上，其分布數(shù)量、相鄰夾角由光電二極管 的尺寸與探測器的尺寸決定，并且為該光電二極管陣列配置相應的驅(qū)動與信號提取電路。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高動態(tài)星敏感器強光保護的裝置，其特征在于，為降低 功耗，在高動態(tài)星敏感器正常工作狀態(tài)下，光電二極管陣列始終處于關(guān)閉狀態(tài)；在開啟強光 保護后，高動態(tài)星敏感器停止工作，此時啟動光電二極管陣列，對陣列中光電二極管進行編 號，并由某一區(qū)域發(fā)生光強信號顯著變化判定強光物體進入視場，由另一區(qū)域發(fā)生光強信 號顯著變化判定強光物體離開視場，兩次光強顯著變化后即可關(guān)閉強光保護并使高動態(tài)星 敏感器恢復工作，然后關(guān)閉光電二極管陣列以降低功耗。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高動態(tài)星敏感器強光保護的方法與裝置，針對高動態(tài)星敏感器實際應用中可能遇到的兩類強光物體分別提出兩種保護方法：主動預測保護法，采用該方法可避免軌道和位置已知的強光物體出射光光強過大而損壞像增強器，進而從根本上避免了由于高動態(tài)星敏感器喪失工作能力而對飛行器產(chǎn)生影響的可能性；目標判定保護法，采用該方法可避免軌道和位置未知的強光物體由于長時間出現(xiàn)在視場內(nèi)而導致像增強器疲勞，從而極大的延長了高動態(tài)星敏感器的使用壽命，也為飛行器長期穩(wěn)定的工作創(chuàng)造了有利條件。
【IPC分類】G01C21-02
【公開號】CN104713550
【申請?zhí)枴緾N201510107885
【發(fā)明人】江潔, 于文波, 閆勁云, 張廣軍
【申請人】北京航空航天大學
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年3月12日