短波红外相机在天文导航中的应用

　　天文导航技术是一种基于可观测星体的位置和运动轨迹，通过与待测点相比的方位角和高度差来推测出待测点飞行器的运动轨迹和空间方位的方法。由此可以对处于待测点的飞行器进行天文导航。
 

　　其中推算原理是利用画圆求交点的方法来确定观测点所在飞行器的经纬度，步骤如下：
 

　　1)以天体投影点所在位置信息为圆心，并确定该投影点到观测点在球面上的最短距离(即连接投影点和观测点的大圆上的弧度值)即为圆的半径，由此可以画出该位置圆；
 

　　2)使用萨姆纳法作出三个不同测试时间的圆的交点。
 

　　目前，可见光的天文导航已趋于成熟，随着人们对于全天候观测的需求和国内短波红外相机的快速发展，基于红外短波观测实现天文导航成为了未来发展的重头戏。
 

　　相比于可见光CCD相机，短波红外相机在观测星体方面具有天然的优势。
 

　　短波红外相机有良好的透雾成像能力，避免了薄云、雾天观测所带来的影响。
 

　　对于遥远的星体观测，需要长时间曝光，InGaAs探测器相比较于CCD可见光波段的探测器，具有更高的满阱容量，提升了曝光量和测星极限。
 

　　同时，在红外波段，可观测恒星数量远高于在可见光下的可观测恒星数。下图是在夜间分别使用可见光CCD相机和短波红外相机观测的星图，对比可以看出，短波红外相机可以看到的星体远多于可见光CCD相机。
 

图1 可见光CCD相机拍摄星图
 

图2 西安立鼎短波红外相机拍摄星图