Под астрономической калибровкой понимается определение постоянной ориентации цифровых камер относительно инерциального модуля с использованием наземных наблюдений звезд. В первой части работы (см. [1]) рассматривалась калибровка относительной ориентации всех камер, позволяющая объединить раздельные результаты их измерений в наблюдения одной «виртуальной» камеры. Вторая часть посвящена калибровке ориентации виртуальной камеры относительно инерциального измерительного модуля. Калибровка выполняется на простом стенде, который не позволяет точно ориентировать калибруемый прибор относительно звезд. В связи с этим калибруемые параметры оцениваются по приращениям ориентации прибора за промежуток времени между астрономическими измерениями. Получены выражения для расчета приращений ориентации из инерциальных и астрономических измерений и ковариационных матриц этих приращений. Показано, что не всякая калибровочная траектория приводит к однозначной оценке калибруемых параметров. Сформулировано необходимое условие для отбора нужных траекторий. Получено выражение, с помощью которого по астрономическим измерениям вычисляется ковариационная матрица погрешностей определения ориентации инерциального модуля. В этом выражении учитываются конфигурация звезд, наблюдаемых виртуальной камерой, погрешности ее калибровки, приведенные в первой части статьи, и погрешности калибровки ее ориентации относительно инерциального модуля, полученные в второй части. Экспериментально определена среднеквадратичная погрешность астрономической калибровки этой ориентации – около 6″.
Astronomical calibration is defined as determination of the constant attitude of digital cameras relative to the inertial measurement unit using ground-based star observations. The first part of this paper [1] focuses on the calibration of relative attitude of all cameras, which provides combination of their separate measurements into the observations of one virtual camera. The second part examines the calibration of virtual camera attitude relative to the inertial measurement unit (IMU). The calibration is performed on a simple test bench, which is unable to set the accurate attitude of the calibrated unit relative to the stars. Therefore, the calibrated parameters are estimated by the attitude increments over a time period between the astronomical measurements. Formulas for calculating the attitude increments from the inertial and astronomical measurements and their covariance matrices have been obtained. It has been shown that not all calibration trajectories provide unambiguous estimation of the calibrated parameters based on the attitude increments. The necessary condition for selecting the required trajectories has been formulated. The formula for finding the error covariance matrix of IMU attitude by the astronomical measurements has been received. This formula considers the star configuration observed with the virtual camera, its calibration errors described in the first part of the paper, and calibration errors in its attitude relative to the IMU obtained in the second part. The RMS error of the attitude calibration is experimentally found to be about 6 arcsec.