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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：一种编码成像星敏感器、动态测量精度提升方法和系统，所述编码成像星敏感器包括编码生成器、编码采样器和信息处理器，本发明打破传统星敏感器单次曝光单次输出图像的成像体制，结合编码曝光功能实现单帧图像的总曝光时间内依据编码多次改变快门的开闭状态，为星图引入时间信息，从而在星点定位中利用时域约束提高动态测量精度。本发明通过改变星敏感器对星光信息的采样过程来实现动态测量精度的提升，因而在任意相同的检测、定位方法条件下，本发明在提升星敏感器动态测量精度方面均能产生较好的效果。

主权项：1.一种编码成像星敏感器动态测量精度提升方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S100，建立编码星光定位误差模型，用于估计不同编码的定位误差，编码星光定位误差模型包括编码星光能量分布模型和定位误差模型；步骤S200，最优编码计算，用于计算给定条件下的最优编码；所述步骤S100包括：步骤S110，建立编码星光能量分布模型，根据星敏感器参数计算编码星光在图像探测器上的能量分布；步骤S120，建立定位误差模型，根据给定编码及星光参数，计算定位误差的理论值；所述步骤S200包括：精确最优编码计算，根据给定条件计算最优编码，最小化定位误差；保守最优编码计算，根据给定条件计算最优编码，在最大化星点信噪比的前提下，最小化定位误差；步骤S120中，当设置曝光编码使得编码星条图像的间隔距离不小于一定阈值时，星光编码段所对应连通域被完全分开,在这种条件下，基于灰度质心法的编码质心定位方法分为三步：第一步，根据给定阈值对图像进行阈值处理并提取每个星光编码段的连通域，记第i个星光编码段的连通域为Ci第二步，利用灰度质心法根据连通域提取结果分别独立计算每个星光编码段的图像中心坐标，记第i个星光编码段的中心坐标测量值为计算公式为： 式中，Ci为第i个星光编码段的星点连通域，I′x,y为图像灰度级，Vth为灰度阈值；对于任意像素，其灰度级可以看作是星光在该像素上的能量Fx,y、图像偏置B与0均值高斯噪声Nx,y～N0,σ2，即：I′x,y＝Fx,y+B+Nx,y对于动态拖尾星点，其能量分布函数Fx,y可以计算为：Fx,y＝κTσ·fLSSFx,y式中，σ为图像噪声，κ为本发明定义的灰度功噪比PNR，即单位时间内恒星在图像中的总灰度级与噪声的比值： 式中Ftotal为星光图像总灰度，T为曝光时间；第三步，根据每个星光编码段的图像中心坐标计算编码星条总中心坐标计算公式为： 式中ωi为权重系数，满足：

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