一种小天体软着陆中基于地表阴影区的跟踪算法

考虑到星体表面的阴影区在航天器软着陆小天体时可作为导航路标以及壁障参考区, 提出一种基于地表阴影区的跟踪算法. 首先利用状态参数将拍摄到的前后两帧图像矫正到相同的状态, 根据提出的二值化算法对图像的阴影区进行检测; 然后利用模板匹配找出阴影区的相关位置点, 并通过特征向量法找到相似性最大的位置点; 最后结合RANSAC算法去除错匹配对. 以两组433 Eros 的连续拍摄图像作为阴影区进行跟踪实验, 结果表明该算法具有一定的可行性.

     

小天体在轨渲染观测技术

提出了一种空间光场中小天体在轨序列图像渲染观测方法,综合小天体的表面反射特性、轨道特性与观测需求,提供目标在观测时刻的位姿序列、光照角度和相机特性等参数,生成符合探测器成像特性的物理渲染图像集.完成了三维基准模型的建立、反射特性文件的生成及物理渲染的光线追迹.由渲染图像真实度检验与地形三维建模实验,针对糸川小行星在特定...     

基于路标信息的绕飞小天体探测器自主光学导航方法研究

 小天体表面存在大量的弹坑地形特征,具有较高的可见性与可分辨性,本文对以这类地形为导航路标的小天体绕飞自主光学导航方法进行了研究.针对轨道动力学模型的不确知与强非线性问题,提出了一种利用高斯-马尔科夫过程和Unscented卡尔曼滤波的导航滤波算法,以提高轨道确定精度和保证算法的稳定性.考虑导航路标位置几何分布对轨道确定精度的影响,利用观测矩阵的奇异值、条件数对导航系统可观测度进行分析,给出了导航路标选取的基本准则.最后,通过数学仿真对自主导航系统性能进行分析,验证了自主导航方法的有效性.     

高灵敏度EMCCD导航相机的设计

导航相机是深空探测领域中关键的导航敏感部件,本文通过提高导航相机的灵敏度来提高导航相机的综合性能,特别是提高时间分辨率,解决高动态条件下的目标探测问题。首先,根据导航相机的工作模式和EMCCD的性能特点,分析了影响导航相机成像质量的多个因素,建立了目标信噪比理论分析模型;然后,在理论计算基础上,重点研究EMCCD导航相机的样机设计技术,说明了EMCCD高频高幅驱动、模拟前端设计、TEC真空制冷、时序控制与数据处理等关键技术的实现方法;最后,介绍了相关实验工作,并分析实验数据。实验结果表明:样机最大目标信噪比在倍增增益M=10时达到68.6dB,在口径13mm条件下,可在积分时间1ms内实现对月球成像。基本满足深空探测导航相机高动态条件下短积分时间成像的要求。     

林则徐:水利大家 治水名臣

在火星和木星之间有一颗小行星叫"林则徐星",这个行星是国际小天体命名委员会正式命名的。"林则徐星"的命名之所以能够得到国际社会的认可,是因为林则徐不仅是晚清一位名震中外的民族英雄,以其禁烟运动和抗英斗争的爱国业绩彪炳史册,同时,他还是一位功绩卓著的水利大家、治水名臣。对他的禁烟运动和抗英事迹,人们耳熟能详,但他在水利方面的卓著成就,不少人却知之甚少。在他近四十年的宦海生涯中,不论是身居庙堂之高,还是地处江湖之远,他都将兴修水利,发展农业放在重要的位     

一种小天体绕飞轨道及目标天体参数确定方法

提出一种基于SRIF滤波器的小天体探测器绕飞轨道及目标天体参数确定方法.考虑绕飞小天体初期待估参数多、动力学环境复杂等特点,利用SRIF滤波器对组合导航数据进行处理,对探测器绕飞轨道以及目标天体引力场模型、自旋状态、星历信息等动力学参数进行估计.利用Eros433的观测数据进行数学仿真表明,本文给出的方法能够有效地计算...     

利用遗传算法搜索小天体探测最优发射机会

针对传统pork-chop图方法计算量大、计算效率低的问题,提出了一种基于遗传算法的小天体探测发射机会搜索方法。该方法以探测任务所需总的速度增量为目标函数,采用遗传算法作为搜索寻优算法,通过对星历的计算和Gauss问题的求解,将复杂的多变量非线性搜索寻优问题简化成一个两变量的搜索寻优问题,减少了编码数量和搜索空间,使其具有全局搜索功能和快速收敛特性,提高了计算效率。最后以近地小行星4660 Nereus为例,对其在2008-2012年采用两脉冲转移的交会型探测任务的发射机会进行了搜索。仿真计算结果表明：所给出的搜索方法与传统的搜索方法得到的结果一致,且所用时间仅为传统方法的4．19％。     

多臂协作式小天体附着取样机器人机械系统

为解决探测器在弱引力、特性未知小天体表面的附着取样难题,提出一种融合着陆缓冲、附着固定、取样、放样等核心功能为一体的附着取样一体化机器人设计方案。基于腿臂复用,提出多臂协作主动自适应式着陆缓冲方案;利用超声波钻钻压力小、硬质岩石表面钻进效率高的特点,提出针对岩石类小天体的超声波钻式附着固定方案;针对星表特性不确定,取样适应性要求高的需求,提出砂轮磨削、毛刷清扫的双模式取样方案。采用仿真方法对着陆缓冲性能、取样性能等进行分析;在原理样机研制基础上,开展附着取样全流程实验。结果表明,附着取样机器人可实现着陆缓冲、附着固定、取样、放样等功能,验证了该系统的核心功能。本研究旨在探索小天体附着取样方法,为小天体取样返回任务提供技术支持。     

高强度激光可避免小天体与地球相撞

太空中的小行星、彗星等小天体“亲吻”地球的可能性的确存在。俄罗斯专家最近根据理论计算指出，高强度激光可将小天体推离与地球相撞的轨道，或者将其摧毁。俄科学院应用数学研究所的专家伊瓦什金发表文章指出，可以将对付危险小天体的激光器安装在绕地球运行的空间站上或未来的月球基地内，同时应为激光器配备用于观察小天体的望远镜和为这些设备供电的电站。     

高强度激光可避免小天体撞击地球

从理论上讲，太空中的小行星、彗星等小天体撞击地球的可能性确实存在。但是俄罗斯专家根据理论计算认为，高强度激光可将小天体推离与地球相撞的轨道，或者将其摧毁。