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龙图腾网获悉中国人民解放军火箭军工程大学申请的专利一种基于姿态信息的分区快速星图识别方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115290100B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-12发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210600826.6，技术领域涉及：G01C21/24；该发明授权一种基于姿态信息的分区快速星图识别方法是由张志利;周召发;段辉;常振军;王韶迪设计研发完成，并于2022-05-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于姿态信息的分区快速星图识别方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于姿态信息的分区快速星图识别方法。以最靠近图像中心的恒星作为参考星，利用参考星及其邻星的夹角特征和距离特征构造夹角特征矢量、距离特征矢量和距离映射矢量；基于距离映射矢量计算参考星与导航星之间的离散度得到候选导航星；利用夹角、距离信息对搜索参考星夹角特征矢量与候选导航星夹角特征矢量的对应起始边并循环移位；最终得到相似度最高的星即为正确的导航星；进行实时预测的快速识别。本发明同现有技术相比的优越性在于，构造了参考星的夹角特征矢量，计算得到含抗干扰码的距离映射矢量以提高算法的鲁棒性；最大程度的降低计算量，提高实时性能；保证了算法的识别正确性；提高算法的可靠性。

本发明授权一种基于姿态信息的分区快速星图识别方法在权利要求书中公布了：1.一种基于姿态信息的分区快速星图识别方法，其特征在于：包括特征提取、导航星库构建、候选导航星分区、参考星识别与基于姿态信息的快速星图识别五大步骤，具体如下： 步骤1：特征提取 采用两种旋转和平移不变的特征—邻星与中心导航星的欧式距离Di、连续相邻恒星与中心导航星构成的相对角Φi，并基于这两种特征构造每颗导航星的星模式，令每颗导航星处在视场的中心，并考虑所有位于半径R内的邻星来提取上述两个特征，邻星按照逆时针的顺序分别记为S＝{S1,S2,…,SN}，R与星敏视场角FOV之间的关系为： 式中，f为焦距，ρ为像素尺寸，半径R为距离中心的最大距离； 步骤2：导航星库构建 导航星库中，每颗导航星分别有夹角特征矢量Φ、距离特征矢量D和距离映射矢量Λ，利用各个邻星与导航星在图像坐标系中的位置坐标，再结合Φi和Di的表达式求得导航星与邻星之间的夹角特征矢量Φ＝Φ1,Φ2,…,ΦN以及距离特征矢量D＝D1,D2,…,DN，其中，Φi和Di分别为理想星图中参考星位于CCD中心时，两颗邻星的相邻夹角和邻星与参考星的径向距离，上述特征统一按照逆时针的方式进行排列；此外，还需要构造导航星距离映射矢量用于缩短导航星库列表，得到候选导航星分区，其中，Λi为理想星图得到的映射值，ND为距离映射矢量的维数，有了候选导航星分区，后续便利用夹角特征矢量Φ和距离特征矢量D识别出参考星唯一对应的导航星； 步骤3：候选导航星分区 步骤3.1：对于星敏感器拍摄的星图而言，在星点质心定位过程完成之后，选定距离图像中心最近的星点作为参考星，并提取出参考星和邻星之间的夹角特征矢量以及距离特征矢量d＝d1,d2,…,dN，然后构建ND维参考星距离映射矢量其中，和di分别为实拍星图中参考星位于CCD中心附近时，两颗邻星的相邻夹角和邻星与参考星的径向距离；λi为实拍星图得到的映射值； 步骤3.2：基于距离映射矢量λ对导航星库中的恒星列表进行分区，即筛选出符合条件的候选导航星，组成一个新的区域，如此，步骤4的参考星识别过程便只需在该分区内的导航星中进行；利用图像信号求解星点的二维质心坐标时，会面临杂散光、仪器噪声、质心算法精度低的问题，使得质心坐标存在一定偏差，进而导致参考星与邻星间的径向距离di产生偏差，Ti值计算不准确，Ti代表第i个邻星的映射位置，为提高抗噪性能，在计算Ti值时，若diRND满足相关约束条件，则说明该Ti值很容易受到噪声影响，需在距离映射矢量中添加抗干扰码，ζ1为抗干扰码阈值； 步骤3.3：计算参考星距离映射矢量与导航星距离映射矢量之间的离散度X，将离散度X小于等于离散度阈值ζ2的导航星确定为候选导航星，得到候选导航星分区； 步骤4：参考星识别 有了候选导航星分区，便基于参考星的夹角特征矢量以及距离特征矢量d来识别出唯一对应的导航星，具体步骤如下： 步骤4.1：由于星敏感器拍摄星图时旋转角的随机性，导致参考星和导航星构造特征矢量的起始边不一致，为后续得到正确的参考星累积夹角特征矢量ε、导航星累积夹角特征矢量E，并计算二者之间的相似度P，必须保证矢量Φ、中的第一位与矢量D、d中的第一位都相等；以参考星的某一个距离、夹角信息对为基础，依次遍历候选导航星分区内导航星的夹角特征矢量Φ与距离特征矢量D，筛选出包含的导航星，并进行下一步累积夹角特征矢量与相似度的计算； 步骤4.2：参考星与导航星的夹角特征矢量Φ在对齐起始边后，分别利用参考星和导航星的夹角特征矢量Φ构造各自的累积夹角特征矢量ε＝ε1,ε2,…,εm和E＝E1,E2,…,En，计算累积夹角特征矢量ε与E之间的相似度，识别出与参考星对应的正确导航星； 步骤5：基于姿态信息的快速星图识别 针对星敏感器的在k、k+1时刻拍摄而言，两次拍摄时所处的姿态显然发生了变化，则恒星在CCD成像平面上的投影也会随之发生移动，为快速得到k+1时刻拍摄星图中的星点质心预测位置，避免全天区星图识别以提高系统的整体处理速度，利用惯导提供的短时高精度姿态变化信息对星点的位置进行实时精确预测，如下： 式中，A为k+1时刻星敏感器光轴指向的经度，Q为k+1时刻星敏感器光轴指向的纬度，θ为k+1时刻星敏感器的旋转角，基于惯导提供的姿态信息解算出来，基于惯导系统提供的姿态信息得到星点在CCD平面上的坐标预测值后，以坐标预测值为中心，在该中心较小的邻域内进行星点提取与质心定位操作，并对所有提取出来的星点进行快速验证性识别，以防错误提取星点，得到已知恒星在载体坐标系下的实际质心坐标后，便利用QUEST定姿算法计算出当前时刻在载体坐标系与天球坐标系之间的姿态转换矩阵。

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