为了实现共平台的多个空间观测成像系统的空间配准, 对多个相机进行天文标定和姿态测量, 提出一种基于星图模拟的星图识别和姿态解算算法。首先, 建立共平台的多传感器天文观测模型, 并产生模拟星图, 将星点之间的特征转换为图像特征; 其次, 根据四边形对角线的共线不变性特征, 对相机观测星图和模拟星图进行特征匹配, 提取相机内参数的初始值; 然后, 利用星点坐标矩阵奇异值不变性, 自动匹配剩余星点并求解姿态矩阵的初始值; 最后, 对相机内参数和姿态矩阵进行非线性优化求解。实验结果表明, 在未精确标定光学系统内外参数的情况下, 星点正确识别率大于97.4%, 相机像元角分辨率为3.9"×3.4", 最后计算得出的投影误差低于1个像素, 满足多传感器空间观测系统空间配准的精度和鲁棒性要求。

为实现对空间目标红外辐射进行定量测量, 需要解决红外辐射测量系统的标定问题。针对常规标定方法对大口径红外辐射测量系统标定存在的不足, 在对其测量原理分析的基础上, 提出了一种内置黑体标定与天文恒星标定相结合的新方法。采用内置黑体作为标准辐射源对匹配镜组和探测器进行标定, 采用恒星标准辐射源对大口径主光学系统透过率进行标定, 并推导出了红外辐射测量系统整体的响应关系。试验验证表明, 该方法与传统的全孔径标定方法相比, 曲线斜率误差在4%以内, 具有操作简单易行、标定系统的研制难度低、标定效率高等优点。

为实现船载光测设备的经常化检查校准,针对影响天文标校工作成败的诸关键要素,在理论分析的基础上进行了试验研究。首先对天文标校方法硬件原理、软件组成、工作流程进行介绍,然后重点对设备误差分离算法进行分析,首次提出了基于奇异值分解的误差方程解算方法,最后给出了试验研究的一组典型数据。标校试验结果表明:该标校方法可以实现8项单项误差的成功分离,关键项多次标校数据重复性小于等于±1″,使设备实际测角精度提高1倍,并优于常规标校的设备精度。