姿态关联帧驱动的星敏感器高效标定法：精度提升与应用优化

本文介绍了一种创新的星敏感器标定方法，该方法主要针对在船载和机载惯性/天文组合导航系统中的应用。星敏感器是一种关键的导航设备，用于测量天体的位置以辅助定位。传统的星敏感器标定通常依赖于星角距离的测量，然而，这种方法可能存在精度限制和稳定性问题。 本文作者提出的基于姿态关联帧的标定方法，通过在外部环境（如野外天文观测）中收集数据，利用与星敏感器连接的陀螺组合体提供高精度的角度信息，实现了多帧星图的精确匹配和融合。这种关联帧技术允许在连续的观察过程中，根据传感器的运动轨迹建立星图之间的联系，形成恒星与像点之间的成像映射模型。这个模型的关键在于捕捉星敏感器在不同姿态下的观测变化，从而能够更好地反映其内部参数，如焦距、偏心率等。 利用最小二乘法这一优化算法，该方法可以对星敏感器的所有内参数进行全局调整，以达到最佳的标定效果。相比于基于星角距的传统方法，这种新方法表现出更高的标定精度和更好的稳健性，因为它不仅考虑了星敏感器的几何参数，还考虑了其相对于陀螺组合体的安装矩阵。安装矩阵的准确标定对于确保整个导航系统的整体性能至关重要。 总结来说，该方法的优点在于其外场可实施性、高精度和多功能性，使得星敏感器的标定过程更为高效和可靠。这对于现代航天器、无人机和地面车辆等移动平台的导航系统具有重要意义，能够显著提升其定位和导航的准确性，从而提高整个系统的导航性能和可靠性。