题目：虚拟多视场星敏感器星图识别方法研究

随着国内外航天活动的蓬勃发展，作为航天器姿态测量精度最高的光学测量仪器，星敏感器已经广泛应用于各种人造卫星和航天器的姿态测量和控制系统。多视场星敏感器能够同时观测多个方向的星点而显著提高航天器三轴姿态测量精度和应用的可靠性，是星敏感器近年来重要的发展方向。本文围绕“虚拟多视场复合光学导航敏感器技术研究”国家自然科学基金，开展了虚拟多视场星敏感器的设计与仿真、单视场星图识别和多视场星图识别等研究，主要包括以下内容：


设计虚拟多视场星敏感器的光学系统并仿真多视场数字星图。设计了虚拟多视场星敏感器的光学系统，根据建立的全局统一测量模型，仿真了虚拟多视场星点图像。

提出了两种单视场全天球星图识别算法，分别是创建全局星点和局部星点的模式特征值的全局局部星点算法，建立统一冗余星点模式并使用相似分数度量和最大匹配对搜索匹配星点的星图识别算法。通过仿真实验和实际观测星图验证，统一冗余模式算法比传统模式识别类算法对星点位置噪声和星等噪声具有更好的鲁棒性，在观测星点数量稀少情况下仍然能够取得良好的识别率。

提出了蜈蚣星点模式的多视场星图识别算法，利用多视场星敏感器的子视场星点的相对几何分布，创建蜈蚣星点模式，通过初始匹配和延伸匹配完成多视场星点的匹配。仿真实验表明，与经典多视场pyramid算法相比，本算法在较大的星点质心位置噪声和星等噪声情况下，能够取得更高的星图识别率。