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深空探测光学导航敏感器在轨几何定标方法
一、引言
深空探测光学导航敏感器是一种在深空探测任务中应用的重要设备，它可以获取目标星体的空间信息和自身所在的位置、姿态等参数。其中，在轨几何定标是保证信号获取精度和位置精度的关键步骤。因此，研究深空探测光学导航敏感器在轨几何定标方法对提高深空探测的精度和安全性具有重要意义。
二、深空探测光学导航敏感器概述
深空探测光学导航敏感器是一种重要的光学探测设备，包括光学头、探测器、电池和数据传输模块等组成部分。通过控制光学头和探测器的运动，可以实现对目标星体的成像、跟踪、获取其距离和速度等信息。因此，深空探测光学导航敏感器能够为深空探测提供重要的导航信息。
三、深空探测光学导航敏感器在轨几何定标方法简介
在深空探测任务中，导航精度是至关重要的。而在实际的导航过程中，光学导航传感器的精度不仅受到设备自身的精度限制，还受到环境的影响。因此，在确保探测器自身精度和测量环境一定的条件下，进行在轨几何定标来提高定位和成像精度就显得尤为重要。
1.可观有标定板法
可观有标定板法是一种在轨几何定标方法。其原理是在光学导航光路中加入一个硬质的校准标定板，调整光学导航光路与标定板之间的距离，在标定板上放置一些尺寸和形状已知的标志物，在不同的方向上对这些标志物进行成像，从而确定相机的内外参数，最终确定相机坐标系与星际坐标系之间的转换关系。
2.星图匹配法
在深空探测任务中，由于环境的复杂性和探测频率的限制，往往使用星图匹配法来进行在轨几何定标。其原理是在导航图像中提取出星景的特征点，同时记录下导航器的姿态，然后利用数学算法进行图像特征点的匹配，从而确定相机坐标系与星空坐标系之间的转换关系。
四、在轨几何定标方法的优缺点
1.可观有标定板法
优点：可以针对性的设计校准标定板以达到较高的校准精度；校准标定板制作和使用成本较低。
缺点：需要预先设计制作校准标定板，加工难度较高，增加了前期工作量；仅适用于确定相机内外参量的校准，不能解决星空坐标系与相机坐标系之间的转换问题。
2.星图匹配法
优点：不需要在轨设计制作配套的校准标定板，操作相对简单，对制造和操作的要求较低。
缺点：对天体的可见性和数量等要求较高，需要在较短时间内完成一定数量的导航成像，否则会影响定标精度。
五、总结
在深空探测任务中，准确的定位和成像是保证任务成功和安全的前提，而精准的在轨几何定标则是实现准确定位和成像的关键。本文分别介绍了可观有标定板法和星图匹配法，两种在轨几何定标方法各有优缺点，对应不同应用场景。因此，在实际应用中，需要根据任务实际要求和资源条件选择合适的在轨几何定标方法。