星敏感器软件可靠性增长方法

可靠性是星敏感器软件指标之一.由于软件规模增大和复杂性的增加,软件可能存在许多缺陷,采用软件可靠性增长的方法,可以根除故障产生的原因,从而逐步提高可靠性.采用这一思路,对星敏感器软件可靠性增长的实现途径进行了讨论.     

基于陀螺/星敏感器的微小卫星姿态确定方法研究

在热备份的余度配置陀螺与星敏感器的组合定姿中,典型的三轴正交陀螺与星敏感器姿态确定算法受到限制;现以某微小卫星姿控系统为对象,设计了热备份的四陀螺系统与星敏感器组合定姿方法;数据处理时,利用最小二乘法将四陀螺测量系统构建为一个虚拟三轴正交陀螺,再将虚拟陀螺与星敏感器组成卡尔曼滤波器;该方法和典型的三正交陀螺与星敏感器组合定姿结构相同,实现简单,且在一陀螺发生故障时,能在不改变滤波器结构的情况下实现对故障陀螺的屏蔽;仿真验证了该方法的有效性。     

一种星敏感器故障诊断专家系统方法介绍

本文从实用的角度出发，运用面向对象的方法，以Visual C＋＋为开发工具，详细介绍了星敏感器故障诊断专家系统。同时对星敏感器伪识别故障进行了诊断算法研究。     

星敏感器数学仿真

本文介绍了星敏感器的工作过程和主要算法，以及依据这些算法对星敏感器所作的数学仿真的方法和步骤，文中列举了一次数学仿真的实例。并且对影响星敏感器精度的部分原因作了分析。     

基于几何位置分析的星敏感器布局研究

针对对地三轴稳定卫星中存在的杂散光严重影响星敏感器测量精度和准确性的问题,在研究日-地-月-星的几何位置的基础上,结合卫星的姿态信息、星敏感器的安装位置,以及视场范围,分析了卫星在轨运行过程中太阳光、月球反射光对星敏感器的影响。此外,根据星敏感器的布局设计状况,探讨给出不同时刻推荐使用的星敏感器方案,进而有效避免杂散光对星敏感器的影响。     

基于STK的卫星星敏感器视场仿真研究

研究卫星无陀螺姿态稳定性优化控制问题,针对在轨星敏感器可能会受到太阳光、月光、地气光等杂散光的干扰,从而降低星敏感器姿态测量精度以及有效姿态率等.首先建立了星敏感器视场遇杂散光的数学模型.为解决上述问题,提出用Satellite Tool Kit(STK)仿真软件进行了杂散光进入星敏感器视场的仿真,并给出了星敏感器遇杂散光的时间段、持续时长等信息.研究方法和仿真结果适用于对任意轨道卫星的星敏感器视场进行杂散光研究,并可用来优化星敏感器在星上的安装方位,对星敏感器的工程设计提供科学指导作用.     

ASTRO-C卫星的CCD星跟踪器

1.前言近年来以天文观测为目的的科学卫星为进行姿态确定和控制,要求高精度的姿态敏感器。卫星姿态敏感器主要有地磁敏感器,太阳敏感器,地球敏感器等。星敏感器(星扫描器,星跟踪器)可作为高精度姿态敏感器。有代表性的实用星敏感器有以下两种:自     

基于恒星敏感器的姿态确定算法研究

星敏感器是一种精度极高的姿态敏感器。基于恒星敏感器的姿态确定问题,从理论上推导了利用TRIAD算法,QUEST算法和Euler-q算法求解姿态矩阵的公式;以Wahba损失函数为指标,利用确定已知的方向余弦阵、恒星观测矢量及在噪声干扰下的星敏感器的观测矢量,对比研究了各种算法的优缺点。利用一个标准星表,通过仿真计算验证了上述三种算法的正确性和有效性。     

高精度星敏感器温度测量系统设计与实现

针对环境温度对高精度星敏感器测量精度的影响,设计了基于FPGA和AD7416的星敏感器温度测量控制系统。以FPGA作为主控制器,通过I2C总线控制温度传感器AD7416采集温度并控制制冷系统对星敏感器进行制冷,使其工作在-20℃-0℃范围内。实验结果表明,该系统测量速度快,测量精度高,提高了星敏感器的成像质量和测量精度,可满足星敏感器系统要求。     

星敏感器中面阵CCD的应用线路设计研究

本文阐述了星敏感器线路组成和系统要求，讨论了面阵CCD在星敏感器中的应用方法，提出了星敏感器关键敏感器件的线路实现方案，对星敏感器硬件电路的设计进行了分析和研究，并在此基础上对实际电路进行了测试，分析了测试结果。     

Estimating the Accuracy in Determining Orientation Parameters by the BOKZ-M60 Star Tracker

We investigate the precision in the readings of the star tracker BOKZ-M60 obtained in the dynamic field testbed of the Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences (SRI RAS). The testbed features a mobile platform, on which a star tracker is mounted, which scans the starry sky. The platform movement is controlled by a PC, however, the values of the rotation angles in the platform hinges are not known with the desired degree of accuracy. In testing star trackers, the error in the known platform orientation must be around 1″, which corresponds to an error in determining the linear coordinates of the platform reference points of less than 3 μm. It is difficult and expensive to organize outside measurements of the movement of a mobile object with such accuracy. For this reason, the following accuracy estimation scheme is used. We consider comparatively long series of the determined orientation parameters obtained by the tracker in the testbed. With the help of a suitable mathematical model, a detailed reconstruction of the actual rotational motion of the tracker is performed based on these measurements. In this reconstruction, the residuals in the tracker readings are calculated. Based on the analysis of the residuals, conclusions are drawn about the accuracy of the tracker. As it turns out, the accuracy of determining the optical axis of the tracker lens depends on the angular velocity of the platform and lies in the range from 2″ to 25″     

基于CCD星体跟踪器的舰船位置估计算法研究

CCD星体跟踪器作为舰船位置测量仪器，因其定位精度高、无位置积累误差、快速和智能化工作而受到重视。本文根据CCD星体跟踪器确定舰船位置的原理，介绍了一种用改进遗传算法来进行位置估算的新方法，仿真结果表明效果良好。     

面向微小卫星的星敏感器研究

研制了一款新型面向微小卫星的星敏感器,采用商用器件构成以满足微小卫星对小型化的要求.星敏感器由工业镜头、DSP、低功耗CPLD和灰度型CMOS图像传感器组成.为进一步提高测量精度以满足卫星的需求,针对星敏感器的成像模型进行了分析,并用恒星校准的方式补偿了光学参数;对恒星处理算法进行了分析,在图像处理环节特别地采用了中值滤波技术,解决了孤立脉冲噪声对星点提取的影响.基于地球自转的星座跟踪实验表明,所研制的星敏感器样机欧拉角回归标准差为30″,已可实际应用于微小卫星平台.     

基于支持向量机的导航星选取算法研究

在星敏感器导航星表的建立过程中由于恒星的数量太多, 往往要进行筛选, 通常这种选择是一种基于枚举的大量反复的提取过程, 复杂费时而结果往往并不是最优的。而基于统计学习理论( SLT) 的支持向量机( SVM) 方法正好克服了这方面的不足。SLT 理论和SVM 方法为导航星选取过程的简化和结果的最优性的获得提供了新的途径。讨论了支持向量机在导航星选取优化中进行应用的分类算法, 构建了导航星分类器, 并以导航星的选取为例进行了试验论证。试验表明: 基于SVM 的导航星分类器对简化导航星的筛选过程优化导航星表的     

基于角距分布的星表快速查找算法

查找导航星表是星模式识别的重要组成部分,当导航星表数据量大时,导航星表的查找速度直接影响星图识别的速度。因此,设计快速的星表查找算法是非常必要的。通过对导航星角距分布的研究,提出了一种分块子星表查找算法。该方法减小了查找算法的平均查找长度。以6星等导航星库为例,给出了分块子星表的具体建立方法。实验验证了该方法提高了查找速度。     

In-flight alignment of the optical-electronic system of a spacecraft

The problem of refining the parameters of the mutual attitude of the onboard camera and the star tracker installed on a spacecraft is considered. A distinctive feature of the problem statement and solution is that the refinement is based on observations of landmarks that are not geodetically referenced.     

Parametric alignment of the camera-star tracker complex on a low-orbital spacecraft

The problem of refining the parameters of the relative position of a camera and a star tracker installed on a low-orbital spacecraft is solved. Such a refinement (parametric alignment) is performed based on observations of geodetically referenced landmarks.     

Vector-Based Attitude Filter for Space Navigation

This paper presents the design and performance evaluation of a novel integrated attitude filter with application to space navigation. The design is based directly on the sensor measurements as opposed to traditional solutions that resort to rotation parameterizations. The information provided by a low-cost star tracker is merged with the measurements of a triaxial rate gyro to provide accurate estimates of the attitude. The proposed multirate solution also includes the estimation of rate gyro bias and tuning procedures. Simulation and experimental results, including ground truth data for performance evaluation purposes, are shown that illustrate the attainable performance in the presence of realistic measurements provided by low-cost star trackers.     

Conditional Fault Diameter of Star Graph Networks

It is well known that star graphs are strongly resilient like thencubes in the sense that they are optimally fault tolerant and the fault diameter is increased only by one in the presence of maximum number of allowable faults. We investigate star graphs under the conditions offorbidden faulty sets, where all the neighbors of any node cannot be faulty simultaneously; we show that under these conditions star graphs can tolerate upto (2n− 5) faulty nodes and the fault diameter is increased only by 2 in the worst case in presence of maximum number of faults. Thus, star graphs enjoy the similar property of strong resilience under forbidden faulty sets like then-cubes. We have developed algorithms to trace the vertex disjoint paths under different conditions.