星点像重采样提升星敏感器质心定位精度

本文主要探讨了基于星点像重采样的星敏感器高精度质心算法。星敏感器在航天器导航中起着关键作用，然而传统的质心定位算法容易受到光学像差和随机噪声的影响，导致提取质心位置的精度难以提升。为了克服这些问题，研究者针对星敏感器成像特点，结合光学系统的调制传递函数和图像传感器的像素频率响应特性，提出了创新的质心定位方法。 算法的核心思想是通过对星点像的深入分析，特别是利用夫琅禾费衍射理论来计算离焦光学系统的点扩展函数。这种理论使得算法能够更准确地模拟实际光学系统的行为，减少因像差引起的误差。通过将星点像进行重采样处理，算法能够在频域中实现对质心位置的更精确估计，从而降低系统误差。 仿真结果显示，该重采样质心算法在各种光学像差条件下，其系统误差均方根值都能保持在0.01像素以下，这相较于传统方法有了显著提高。进一步的实验验证，使用星敏感器产品实际测量时，算法的系统误差达到了0.008像素，相比于传统正弦曲线补偿方法，精度提升了惊人的66%。 总结来说，基于星点像重采样的质心定位算法展示了高度的精度和稳定性，它有效地降低了光学系统像差对质心定位的影响，对于提升星敏感器在实际应用中的测量精度具有重要意义。这种方法为星敏感器的设计和优化提供了新的思路，对于未来航天器自主导航系统的发展具有积极的推动作用。因此，该算法在星敏感器领域内具有很高的实用价值和研究价值。