针对高精度立体测绘任务对星相机的使用要求, 提出了一种基于光斑高斯拟合的星相机焦面定焦方法。首先, 搭建了基于星点靶标和平行光管的定焦系统, 通过移动靶标在中心和边缘视场获取多幅不同程度的离焦图像; 其次, 采用基于平方加权的质心定位算法计算各视场靶标点像的精确位置用于像面拟合; 然后, 采用Gibbs采样/马尔可夫蒙特卡洛法对每个光斑进行高斯曲面拟合, 获取星点的高斯半径, 通过对各视场的最佳焦面位置进行最小二乘拟合, 得到最佳像面。对上述定焦方法进行了试验验证, 结果表明星相机在各视场的能量集中度测量值与设计值符合, 星相机在轨拍摄的星点图像满足要求。
星相机 定焦方法 高斯拟合 大视场 star camera focus locating Guassian fitting wide field of view
星相机的指向精度是评价星相机性能的最重要的指标。提出了针对亚角秒级星相机的实验室精度测定方法。基于静态多星靶标和平行光管完成了瞬态误差(Temporal Error, TE)的测量, 并考虑了星相机实际使用时的信号水平; 采用Stewart平台进行微距调整, 通过帧间差分处理获取同名星点间的坐标差, 经统计分析可以得到高频误差HSFE, 优点是避免了规划特殊路径; 通过使用不同谱段的滤光片, 等效计算得到色差导致的低频误差LSFE; 此外, 还给出了星相机畸变标定导致的低频误差和星点靶标标记误差导致的低频误差。试验结果与设计值一致, 验证了上述方法的有效性。
星相机 精度 误差 star camera accuracy errors 红外与激光工程
2018, 47(9): 0917002
