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视场网状分区域建模的星敏感器标定方法

金荷 毛晓楠 孙少勇 余路伟 周琦 张晴

金荷, 毛晓楠, 孙少勇, 余路伟, 周琦, 张晴. 视场网状分区域建模的星敏感器标定方法[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1017006-1017006(8). doi: 10.3788/IRLA201774.1017006
引用本文: 金荷, 毛晓楠, 孙少勇, 余路伟, 周琦, 张晴. 视场网状分区域建模的星敏感器标定方法[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1017006-1017006(8). doi: 10.3788/IRLA201774.1017006
Jin He, Mao Xiaonan, Sun Shaoyong, Yu Luwei, Zhou Qi, Zhang Qing. Star tracker calibration method based on the model of net zone-division field of view[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(10): 1017006-1017006(8). doi: 10.3788/IRLA201774.1017006
Citation: Jin He, Mao Xiaonan, Sun Shaoyong, Yu Luwei, Zhou Qi, Zhang Qing. Star tracker calibration method based on the model of net zone-division field of view[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(10): 1017006-1017006(8). doi: 10.3788/IRLA201774.1017006

视场网状分区域建模的星敏感器标定方法

doi: 10.3788/IRLA201774.1017006
基金项目: 

国家自然科学基金(61401281);上海市自然科学基金(14ZR1440700)

详细信息
    作者简介:

    金荷(1992-),女,硕士生,主要从事星敏感器误差抑制方面的研究。Email:13621946541@163.com

  • 中图分类号: TP391

Star tracker calibration method based on the model of net zone-division field of view

  • 摘要: 星敏感器标定是基于更高精度的测量基准对光学系统内方位元素进行建模与最优化解算的过程。针对大视场星敏感器光学系统误差分布非理想轴对称的实际情况,提出了一种采用视场网状分区域建模的内方位元素最优化解算方法。首先,在补偿了星敏感器与标定系统初始对准误差后,基于针孔模型计算主点和焦距;然后,在视场分区域建模思想的指导下,采用多项式拟合结合双线性插值的方法修正畸变;最后,提出了基于测角误差的标定精度评价准则。经实验室标定与外场观星验证,x轴与y轴标定残差较全局建模法分别降低了35%和20%,证明了该方法的有效性。
  • [1] 张广军, 郝雪涛, 江洁. 一种星敏感器内外方位元素校准方法:中国, 200510112553.7[P]. 2007-11-17.
    [2] Yuan Guoqin, Ding Yalin, Hui Shouwen, et al. Grouped approach algorithm for mapping camera calibration based on method of exact measuring angle[J]. Acta Optica Sinica, 2012, 32(1):1-6. (in Chinese)远国勤, 丁亚林, 惠守文, 等. 基于精密测角法的测绘相机分组渐进标定算法[J]. 光学学报, 2012, 32(1):1-6.
    [3] Sun Ting, Xing Fei, You Zheng. Optical system error analysis of high accuracy star trackers[J]. Acta Optica Sinica, 2013, 33(3):0323003. (in Chinese)孙婷, 邢飞, 尤政. 高精度星敏感器光学系统误差分析[J].光学学报, 2013, 33(3):0323003.
    [4] Wu Yanxiong. Study on several key technologies for high-accuracy star tracker[D]. Changchun:Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, 2015. (in Chinese)伍雁雄. 高精度星敏感器若干关键技术研究[D]. 长春:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,2015.
    [5] He Pengju, Liang Bin, Zhang Tao, et al. Calibration method for wide field of view star sensor[J]. Acta Optica Sinica, 2011, 31(10):1023001. (in Chinese)贺鹏举, 梁斌, 张涛, 等. 大视场星敏感器标定技术研究[J]. 光学学报, 2011, 31(10):1023001.
    [6] Qiao Peiyu, He Xin, Wei Zhonghui, et al. Calibration of high accuracy star sensor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(10):2780-2784. (in Chinese)乔培玉, 何昕, 魏仲慧, 等. 高精度星敏感器的标定[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(10):2780-2784.
    [7] Li Mianhong, Ding Guopeng, Zheng Weibo. Calibration technology for wild field of view star sensor[J]. Transducer and Microsystem Technologies, 2015, 34(7):40-47. (in Chinese)李勉洪,丁国鹏,郑伟波. 大视场星敏感器标定技术[J]. 传感器与微系统, 2015, 34(7):40-47.
    [8] Carl Christian Liebe. Accuracy performance of star trackers-a tutorial[J]. IEEE Transaction on Aerospace and Electronic Systems, 2002, 38(2):581-599.
    [9] Hao Xuetao, Zhang Guangjun, Jiang Jie. Star sensor model parameter analysis and calibration method[J]. Opto-electronic Engineering, 2005, 32(3):6-8. (in Chinese)郝雪涛, 张广军, 江洁. 星敏感器模型参数分析与校准方法研究[J]. 光电工程, 2005, 32(3):6-8.
    [10] Schmidt U, Elstner C H, Michel K. ASTRO 15 star tracker flight experience and further improvements towards the ASTRO APS star tracker[C]//AIAA Guidance, Navigation and Control Conference and Exhibit, 2008.
    [11] Zheng Xunjiang, Zhang Guangjun, Mao Xiaonan. A very high precision errors test method for star sensor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(5):1606-1609. (in Chinese)郑循江, 张广军, 毛晓楠. 一种甚高精度星敏感器精度测试方法[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(5):1606-1609.
    [12] Sun Yahui, Deng Yunhai, Wang Shuang. Analysis and calibration of star sensor's image plane displacement[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(10):3322-3328. (in Chinese)孙亚辉, 邓云海, 王爽. 星敏感器像位移位误差的分析与校正[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(10):3322-3328.
    [13] Fan Qiaoyun, Li Xiaojuan, Zhang Guangjun. Selection of star sensor lens aberration model[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(3):666-670. (in Chinese)樊巧云, 李小娟, 张广军. 星敏感器镜头畸变模型选择[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(3):666-670.
    [14] Guo Jingming, Zhao Jinyu, He Xin, et al. Calibration of installation angle for high accuracy shipboard star sensor[J].Optics and Precision Engineering, 2016, 24(3):610-615. (in Chinese)郭敬明, 赵金宇, 何昕, 等. 船载高精度星敏感器安装角的标定[J]. 光学精密工程, 2016, 24(3):610-615.
    [15] Li Chunyan, Li Huaifeng, Sun Caihong. Astronomical calibration method and observation analysis for high accuracy star sensor[J]. Optics and Precision Engineering, 2006, 14(4):559-563. (in Chinese)李春艳, 李怀峰, 孙才红. 高精度星敏感器天文标定方法及观测分析[J]. 光学精密工程, 2006, 14(4):559-563.
    [16] Liang Bin, Zhu Hailong, Zhang Tao, et al. Research status and development tendency of star tracker technique[J]. Chinese Optics, 2016, 9(1):17-29. (in Chinese)梁斌, 朱海龙, 张涛, 等. 星敏感器技术研究现状及发展趋势[J]. 中国光学, 2016, 9(1):17-29.
    [17] Zhi Shuai, Zhang Liu, Li Xinlu. Realization of simulated star map with noise[J]. Chinese Optics, 2014, 7(4):582-587. (in Chinese)支帅, 张刘, 李欣璐. 带噪声模拟仿真星图的实现[J]. 中国光学, 2014, 7(4):582-587.
  • [1] 张前程, 钟胜, 吕劲松, 李显成.  大视场全天时星敏感器光学系统设计 . 红外与激光工程, 2023, 52(3): 20220583-1-20220583-9. doi: 10.3788/IRLA20220583
    [2] 李元鹏, 郭疆.  星敏感器支架的指向性标定及校正 . 红外与激光工程, 2022, 51(9): 20210875-1-20210875-8. doi: 10.3788/IRLA20210875
    [3] 王鹏, 刘佳琪, 孙长库, 张宝尚.  正交条纹级次分区域预编码校正Gamma非线性方法 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210503-1-20210503-8. doi: 10.3788/IRLA20210503
    [4] 邱雄, 王仕成, 刘志国, 徐炜波.  激光导引头四象限探测器测角精度的建模研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(7): 20190453-1-20190453-7. doi: 10.3788/IRLA20190453
    [5] 张文颖, 劳达宝, 周维虎, 朱浩然.  圆光栅测角传感器在线自校准系统研制与实验 . 红外与激光工程, 2018, 47(1): 117004-0117004(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0117004
    [6] 鲍雪晶, 戴仕杰, 郭澄, 吕寿丹, 沈成, 刘正君.  基于插值的共焦显微镜非线性畸变失真图像校正 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1103006-1103006(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1103006
    [7] 张尧, 王宏力, 陆敬辉, 何贻洋, 姜伟.  基于粒子群算法的星敏感器光学误差标定方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1017002-1017002(8). doi: 10.3788/IRLA201770.1017002
    [8] 胡国军, 朱精果, 刘汝卿.  Mars-LiDAR系统误差分析及安置角误差飞行检校 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1217009-1217009(7). doi: 10.3788/IRLA201645.1217009
    [9] 杨驰, 胡文怡, 罗敏, 孙莹莹, 周辉.  椭圆高斯足印对星载激光测高仪测距值及其误差的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 717003-0717003(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0717003
    [10] 刘源, 谢睿达, 赵琳, 郝勇.  基于机器学习的大视场星敏感器畸变在轨标定技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1217004-1217004(9). doi: 10.3788/IRLA201645.1217004
    [11] 王宏力, 何贻洋, 陆敬辉, 杨阳, 陈俊宇.  星敏感器安装误差的三位置法地面标定方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1113003-1113003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1113003
    [12] 高思远, 刘慧, 朱明超, 张鑫, 白杨.  全捷联激光制导寻的器测角精度分析与优化 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2169-2174.
    [13] 张周锋, 谢永军, 胡炳樑, 殷勤业, 于涛.  大孔径静态干涉成像光谱仪探测器配准误差标定方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1643-1646.
    [14] 唐磊, 吴海滨, 孙东松, 舒志峰.  瑞利散射多普勒测风激光雷达系统误差分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3570-3576.
    [15] 陆卫国, 吴易明, 高立民, 李春艳, 肖茂森.  方波调制消除Wollaston 棱镜非线性系数对空间测角的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2198-2203.
    [16] 田祥瑞, 徐立军, 徐腾, 李小路, 张勤拓.  车载LiDAR扫描系统安置误差角检校 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3292-3297.
    [17] 郭彦池, 徐熙平, 乔杨, 米士隆, 杜玉楠.  大视场宽谱段星敏感器光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 3969-3972.
    [18] 孙亚辉, 耿云海, 王爽.  星敏感器像平面移位误差的分析与校正 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3321-3328.
    [19] 梁晓芬, 乔卫东, 杨建峰, 薛彬, 秦佳.  基于色差空间的Bayer 图像的迭代插值算法 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 3128-3133.
    [20] 杨咚, 余伟.  Sage_Husa自适应滤波在大方位失准角初始对准的研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2197-2201.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-02-05
  • 修回日期:  2017-03-03
  • 刊出日期:  2017-10-25

视场网状分区域建模的星敏感器标定方法

doi: 10.3788/IRLA201774.1017006
    作者简介:

    金荷(1992-),女,硕士生,主要从事星敏感器误差抑制方面的研究。Email:13621946541@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(61401281);上海市自然科学基金(14ZR1440700)

  • 中图分类号: TP391

摘要: 星敏感器标定是基于更高精度的测量基准对光学系统内方位元素进行建模与最优化解算的过程。针对大视场星敏感器光学系统误差分布非理想轴对称的实际情况,提出了一种采用视场网状分区域建模的内方位元素最优化解算方法。首先,在补偿了星敏感器与标定系统初始对准误差后,基于针孔模型计算主点和焦距;然后,在视场分区域建模思想的指导下,采用多项式拟合结合双线性插值的方法修正畸变;最后,提出了基于测角误差的标定精度评价准则。经实验室标定与外场观星验证,x轴与y轴标定残差较全局建模法分别降低了35%和20%,证明了该方法的有效性。

English Abstract

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