本文關(guān)鍵詞：納型星敏感器新技術(shù)研究

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【摘要】：星敏感器是一種以恒星作為參考物進(jìn)行姿態(tài)測(cè)量的姿態(tài)敏感器,是目前航天領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的姿態(tài)測(cè)量設(shè)備。傳統(tǒng)的星敏感器有著質(zhì)量重、體積大、功耗高的缺陷,應(yīng)用范圍有很大的局限性,尤其是不能滿(mǎn)足蓬勃發(fā)展的微小衛(wèi)星對(duì)資源約束的需求。本文針對(duì)微小衛(wèi)星的資源約束,開(kāi)展了納型星敏感器的相關(guān)技術(shù)研究,研制完成了納型星敏感器原理樣機(jī),其中,作者完成的主要工作及創(chuàng)新性研究成果如下:(1)建立了星敏感器所需的高精度導(dǎo)航星表,并修正了恒星的自行、周年視差、光行差、歲差和章動(dòng)等因素對(duì)恒星視位置的影響。(2)開(kāi)展了納型星敏感器物理設(shè)計(jì)和優(yōu)化,主要包括星點(diǎn)提取算法、質(zhì)心定位算法、星圖識(shí)別算法和姿態(tài)求解算法,完成了星敏感器全流程的軟件編寫(xiě)和調(diào)試驗(yàn)證。(3)建立了星敏感器系統(tǒng)畸變標(biāo)定的模型,利用高精度六自由度轉(zhuǎn)臺(tái)和平行光管對(duì)研制的納型星敏感器全視場(chǎng)進(jìn)行了標(biāo)定,標(biāo)定系統(tǒng)殘差的均方根為0.0016度(5.72角秒)。(4)用外場(chǎng)測(cè)試方法對(duì)本課題完成的原理樣機(jī)進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試結(jié)果顯示原理樣機(jī)的指向測(cè)量精度為5.5角秒,橫滾測(cè)量精度為56角秒,姿態(tài)更新率可以達(dá)到8Hz,在國(guó)際同類(lèi)型的微小型星敏感器中技術(shù)指標(biāo)處于領(lǐng)先水平。(5)提出了一種像素位置偏差測(cè)量新方法,仿真了位置偏差對(duì)質(zhì)心定位精度的影響,該技術(shù)為發(fā)展高精度星敏感器(亞角秒)提供了一種新的技術(shù)手段。
【關(guān)鍵詞】：納型星敏感器 畸變標(biāo)定 像素位置偏差 質(zhì)心定位
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：V448.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 需求分析9-10
• 1.2 納型星敏感器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 第二章 納型星敏感器總體設(shè)計(jì)17-27
• 2.1 星敏感器原理17-21
• 2.1.1 坐標(biāo)系統(tǒng)17
• 2.1.2 星敏感器原理17-18
• 2.1.3 星敏感器各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)18-21
• 2.2 星敏感器前端設(shè)計(jì)21-24
• 2.2.1 圖像傳感器選型21-22
• 2.2.2 光學(xué)系統(tǒng)選型22-23
• 2.2.3 前端設(shè)計(jì)可行性分析23-24
• 2.3 總體電路方案24-25
• 2.4 總體指標(biāo)25-26
• 2.5 小結(jié)26-27
• 第三章 星敏感器算法研究27-39
• 3.1 星點(diǎn)像提取27-30
• 3.1.1 圖像平面搜索27-29
• 3.1.2 區(qū)域生長(zhǎng)算法29-30
• 3.2 質(zhì)心定位算法30-32
• 3.3 星圖識(shí)別32-37
• 3.3.1 導(dǎo)航星表建立32-33
• 3.3.2 星圖識(shí)別算法33-37
• 3.4 姿態(tài)解算37
• 3.5 小結(jié)37-39
• 第四章 星敏感器標(biāo)定研究39-53
• 4.1 星敏感器標(biāo)定模型39-45
• 4.1.1 基本針孔模型39-40
• 4.1.2 畸變40-42
• 4.1.3 照相機(jī)前向模型42-43
• 4.1.4 照相機(jī)反向模型43-45
• 4.2 參數(shù)標(biāo)定方法45-50
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置45-46
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)室模型46-47
• 4.2.3 參數(shù)估計(jì)47-48
• 4.2.4 標(biāo)定結(jié)果48-50
• 4.3 小結(jié)50-53
• 第五章 樣機(jī)測(cè)試驗(yàn)證53-59
• 5.1 測(cè)試方法研究53-54
• 5.2 外場(chǎng)觀(guān)星測(cè)試54-58
• 5.2.1 星圖匹配54-56
• 5.2.2 姿態(tài)測(cè)量精度分析56-57
• 5.2.3 算法運(yùn)行時(shí)間測(cè)試57-58
• 5.3 與其它納型星敏感器性能比較58
• 5.4 小結(jié)58-59
• 第六章 微像素定位技術(shù)在星敏感器中的應(yīng)用研究59-69
• 6.1 像素位置偏差標(biāo)定算法及標(biāo)定裝置60-63
• 6.1.1 像素位置偏差標(biāo)定算法60-61
• 6.1.2 像素位置偏差標(biāo)定裝置及測(cè)量誤差61-63
• 6.2 像素位置偏差對(duì)定位精度的影響63-67
• 6.2.1 星點(diǎn)像的仿真64
• 6.2.2 像素位置偏差的補(bǔ)償方法64
• 6.2.3 無(wú)噪聲條件下像素位置偏差對(duì)星點(diǎn)定位精度的影響64-66
• 6.2.4 有噪聲條件下不同像素位置偏差大小對(duì)星點(diǎn)定位精度的影響66-67
• 6.3 小結(jié)67-69
• 第七章 結(jié)論與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-73
• 致謝73-75
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的論文與研究成果75

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 梁斌;朱海龍;張濤;仝玉嬋;;星敏感器技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J];中國(guó)光學(xué);2016年01期

2 唐圣金;郭曉松;周召發(fā);蒲鵬程;;星點(diǎn)亞像元定位中系統(tǒng)誤差的改進(jìn)補(bǔ)償方法[J];紅外與激光工程;2013年06期

3 魏新國(guó);徐佳;張廣軍;;星敏感器質(zhì)心定位的S曲線(xiàn)誤差補(bǔ)償[J];光學(xué)精密工程;2013年04期

4 賈輝;楊建坤;李修建;楊俊才;楊孟飛;劉一武;郝云彩;;星敏感器高精度星點(diǎn)提取系統(tǒng)誤差分析及補(bǔ)償方法研究[J];中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué);2011年01期

5 田宏;林玲;郝永杰;盧衛(wèi);陳元培;張輝;;星敏感器導(dǎo)航星表建立[J];空間控制技術(shù)與應(yīng)用;2010年03期

6 鐘紅軍;楊孟飛;盧欣;;星敏感器標(biāo)定方法研究[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2010年05期

7 楊君;張濤;宋靖雁;梁斌;;星點(diǎn)質(zhì)心亞像元定位的高精度誤差補(bǔ)償法[J];光學(xué)精密工程;2010年04期

8 郭曉松;唐圣金;周召發(fā);孫磊;;重心法中的非線(xiàn)性加權(quán)系數(shù)研究[J];激光與紅外;2010年01期

9 王洪濤;羅長(zhǎng)洲;王渝;趙述芳;程輝;;一種改進(jìn)的星點(diǎn)質(zhì)心算法[J];光電工程;2009年07期

10 王海涌;費(fèi)崢紅;王新龍;;基于高斯分布的星像點(diǎn)精確模擬及質(zhì)心計(jì)算[J];光學(xué)精密工程;2009年07期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 曹南;用于大地天文測(cè)量的恒星視位置算法研究[D];西安科技大學(xué);2014年

2 王萌萌;適用于皮納衛(wèi)星的微型星敏感器設(shè)計(jì)與測(cè)試[D];浙江大學(xué);2014年

3 鄭循江;輕小型高動(dòng)態(tài)星敏感器技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：550270