用于评估星敏感器运行性能的软件包

我们开发了一款用于小卫星和立方星在轨确定卫星姿态的低成本商用组件星敏感器(StarSense)。StarSense是一个极限星等为6.5的成像相机，从其所记录图像中的星图提取信息。该星敏感器实现了用于寻找图像中星点中心的质心算法(centroiding algorithm)、用于星图识别的几何投票算法(Geometric Voting algorithm)以及用于姿态四元数计算的QUEST算法。在此，我们描述了一个作为星敏感器单一操作系统的软件包，用于评估这些算法的性能。我们模拟了省略天空背景和仪器误差的理想情况，以及将噪声和相机参数加入模拟图像的更真实情况。我们评估了算法的姿态精度、计算时间、所需内存、星表大小、天空覆盖率等性能参数，并估算了各算法引入的误差。该软件包使用MATLAB编写。测试针对不同的硬件参数（如成像装置的焦距、相机的视场(FOV)、角度测量精度、畸变效应等）进行参数化，因此可应用于评估任意星敏感器中此类算法的性能。针对我们的StarSense的硬件实现，我们当前正将代码以C语言编写的函数形式进行移植，这是考虑到其可易于在任何星敏感器电子硬件上实现。