星點提取的數(shù)字濾波器設計與實現(xiàn).pdf

1、星敏感器是當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)測量部件，從星圖中提取出有用的星點位置坐標是星敏感器非常重要的一項基礎性工作。星點位置坐標的定位精度不僅關系到姿態(tài)計算的精度,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，對視場內(nèi)的星像進行處理，剔除太空碎片和大目標，選取較亮的星作為導航星，確定導航星窗口。在這種工作方式下，一般不存儲圖像，整個過程是實時完成的。為了跟上星跟蹤，

2、捕獲等能力，也為了減小存儲器的存儲量，信號處理要求對星圖進行實時處理和高精度處理，本課題圍繞實時和高精度兩方面進行研究。 本課題的主要工作如下： （1）在分析實際星圖的基礎上，采用在線數(shù)字濾波器設計方法，設計了背景提取濾波器和信號提取濾波器，使星點提取的數(shù)據(jù)減少并且達到目標提取的目的，實現(xiàn)實時處理要求。對星圖進行二值化，采用動態(tài)閾值，背景加偏置的方法，使星點不會丟失，也不會提取出噪聲，提高了星圖提取的準確性，達到了高精度

3、處理的要求。 （2）對實際采集到的星圖進行二值化，提取結(jié)果理想，驗證了設計的數(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上，對設計的濾波器硬件實現(xiàn)進行了探究。 （3）本課題還對星點質(zhì)心提取進行了探究，對幾種質(zhì)心提取方法進行仿真，提出采用方差進行分析，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，提取的星點質(zhì)心精度達到亞像素級。 本文設計的數(shù)字濾波器達到了星點提取的要求，為星敏感器