1.课题来源与背景伴随着我国经济的高速增长，人们越来越重视海洋这个既古老又陌生的领域。因为从依附于海洋的贸易大国到维护海洋权益和秩序的海洋强国需要很长路要走。天文导航是利用自然天体进行导航的一门科学。古老的天文导航方法与现代科技相结合，已经可以在航空航天的领域里发挥巨大的作用，然而在航海领域这一技术发展的还比较缓慢。虽然现代的航海导航技术已经从古老的六分仪和指南针定位发展为GPS或无线电雷达定位，但是作为军事准备的需要天文导航仍是一种可依赖的导航方法。2.研究目的与意义；天文导航是利用自然天体进行导航的一门科学.星光导航是通过测量星体相对载体的矢量方向来实现定位导航。天空中的星体构成惯性参考系,具有无可比拟的精确性和可靠性,而将导航方法建立在恒星和行星参考系基础上,会具有直接、自然、可靠、精确的优点。星光导航具有以下优势：星光导航以星体为导航信标,不依赖于其他外部信息,也不向外部辐射能量,被动接收星体辐射或反射的光,进而获取导航信息,是一种完全自主的导航方式,工作安全、隐蔽。提供信息不随时间漂移，从地球到恒星的方位基本保持不变。天文导航系统的星体跟踪器就相当于没有漂移的陀螺，虽有像差、视差和地球极轴的章动等，恒星的方向会有微小变化，但这些造成的误差远小于1角秒。星光导航的精度不随时间积累的特点对长期运行的载体来说非常重要。星光导航的定位精度主要取决于星体敏感器的精度[4-5]。由于星体辐射覆盖了X射线、紫外、可见光和红外整个电磁波段,具有极强的抗干扰能力。此外,星体的空间运动不受人为干扰,保证了以星体为导航信标的星光导航信息的完备和可靠。星光导航不仅可以提供航天器的位置、速度信息,还可以提供姿态信息],且通常不需要增加硬件成本。由于只需要利用星光敏感器,因此星光导航的成本相对低廉。基于以上优势,星光导航非常适合长时间自主运行和导航定位精度要求较高的领域。 3.主要论点与论据；天文导航星敏感器设备现在广泛应用于卫星、洲际战略导弹、宇航飞船等航空航天飞行器姿态测量。星敏感器是一种高精度的姿态测量装置，它能够给出相对惯性空间的高精度姿态信息（），且不随时间漂移，具有自主导航能力。星敏感器以恒星为信标，将星光作为非电测量对象，利用拍摄单元对天空直接捕获星图，经过星图去噪、星点提取、星图识别、星跟踪和姿态计算等一系列处理，得到星敏感器瞬时视轴指向信息，然后根据星敏感器在载体上的安装位置，经过一定的坐标转换，最终给出本体坐标系的方位信息。采用异结构双星识别天文导航方法，可以实现快速而准确的星识别定位，快速测定船姿。使用星敏感器的天文导航方法，是借助于自然天体，通过测量星体相对载体的矢量方向来实现其导航定位功能。自然天体所构成的惯性参考系具有天然的精确性和可靠性，这就使建立在自然天体基础上的天文导航方法具有其他导航系统无法实现的直观性、自然醒、可靠性和精确性等优点。由于其无轴系误差、设备重量轻、高精度且不随时间漂移，具有自主导航能力，因此开展基于星惯组合的船姿测量方法研究，将突破现有船姿测量体制的局限性并将进一步提高测控设备的精度。4.创见与创新；针对星图识别特征星库提出新的建立算法。目前特征星库一般采用三角形法建立，该方法的缺点是每颗星的星均特征值少，导致星图识别时需要拍摄大幅星图以获取大量星点，而且识别正确率较低。本研究针对现有星库建立算法，深入分析星间关系特征，建立独立星点的特征结构，利用大型虚拟机的模拟星空实验数据，应用基于顶点弧度剖分思想的特征星库建立算法对星图进行识别。通过与之相适应的星图识别算法，将克服现有的星特征库建立算法由于星均特征少带来的星图识别困难，星图识别准确率不佳等缺点。针对结构相异的星图特征识别库提出新的识别算法。由于星特征是以不同弧度值所组成的向量组，而且每个向量组中含有的向量数不同的，也就是星特征结构相异，因此需要一种新的星识别算法以便高效快速的完成星图识别。本研究针对这种异结构特征星库，提出一种全新的星识别算法，拟采用单星特征向量模糊比较识别，双星外部校验的方式完成星图识别。5.社会经济效益，存在的问题；目前尚未推广，在视场较小时识别效率会有所降低6.历年获奖情况；无7.成果简介要向社会公开，请不要填写商业秘密内容。本成果中的识别方法通过船载星敏感器对天顶处星空进行识别，然后根据世界时和星图识别点为船舶进行精确定位，该识别方法考虑到大气层对星光其势必会造成折射影响，采用垂直大气层切面的取景方式会使大气的影响降到最低。同时行驶在海上的舰船会随时受到海浪影响，要获得到垂直大气层切面的星图就需要使用一种水平校正仪。现提出一种新的红外图像海天线校正方法。同时拍摄星空和海天线，通过比较海天线初始位置，推算出星图的垂直投影点。通过海天线将星图校正至垂直拍摄位置，将舰船天顶投影到星图的中心。计算中心与邻近剖分三角形的角距精确定位。

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