暗弱空间目标的高精度定位

提出了一种暗弱空间目标的高精度定位方法,以进一步提高该类空间目标的定位精度。研究了星像质心计算和星图匹配以及光电望远镜静态指向修正模型和天文定位等算法。首先,深入分析了星像质心计算和三角形匹配算法。然后,采用Tycho-2星表和基本参数修正模型,修正光电望远镜系统静态指向误差。最后,针对暗弱空间目标定位精度低,对传统天文定位方法进行了改进,提出了"暗弱空间目标高精度定位方法",实现了暗弱空间目标高精度定位。实验结果表明:提出的暗弱空间目标高精度定位方法的测量精度优于4″,基本满足光电观测系统进行暗弱空间目标测量时对精度和稳定性的要求。     

SLR系统地靶数值仿真及数据处理

地靶测量是获取SLR系统时延值、校准系统误差的重要手段,对提高系统测距精度具有重要意义。基于SLR系统地靶测量原理,采用蒙特卡洛方法,建立了地靶测距模型,实现了SLR地靶测距仿真。同时,从噪声的角度出发,提出了一种自适应噪声相关性匹配(ANCM)算法对地靶测距数据进行去噪,利用短时静态实测背景噪声和随机噪声阈值构建了回波噪声模板,结合SLR地靶数值仿真模型产生的模拟测距数据,通过优化回波选取区间、算法迭代次数等参数,完成了地靶有效信号的提取。与传统地靶数据处理算法相比,利用ANCM算法得到的中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站SLR地靶数据有效点数增加了30%以上,数据处理精度提高2倍左右,数据处理的效率得到明显改善,为准确地获取SLR系统时延值提供了新的思路。     

立方腔平均反射光程的研究

利用有限元光腔表面分割法对立方腔的平均反射光程（Average Reflex Optical Path Length,Lave）进行了数值模拟,给出了Lave与腔长的线性关系式,并通过TDLAS实验得到了具有不同腔长的立方腔Lave的实验值。研究结果表明,立方腔的Lave随着腔长的增加而线性增大。与之前报道的理论结果相比,采用有限元光腔表面分割法得到的Lave模拟值与实验值更为接近,误差率仅在2.5%以内。立方腔平均反射光程模拟值与腔长的关系可以作为确定腔长的依据,提高了基于立方腔的TDLAS气体测量系统的反演精度。     

用于通信成像一体化的变基准三角法测距模型

为丰富空天测距成像一体化技术理论体系,本文就测距通信一体化系统在中近距离的技术瓶颈,提出了一种变基准式三角法测距模型。通过详细分析中短程内高精度激光测距的主要约束,论证了传统三角法量程远端灵敏度急剧恶化的技术特征。在此基础上,基于电真空半导体复合探测器件模型体系,提出采用变基准机制可以有效地将三角法的测量量程延展至中近距离区间,进而弥补传统通信成像测距一体化系统在该工作区间的空缺。通过理论分析、数据计算、系统设计以及仿真模拟与实验,可验证该模型的正确性和有效性,其分辨率可优于千分之一量程,完全可以满足后续工程及系统化设计需求。     

星空背景下空间目标的快速识别与精密定位

为了提高光电望远镜系统测量空间目标的实时性和定位精度,建立了空间目标快速识别与精密定位系统,讨论了空间目标运动特性、快速识别、星像质心计算和天文定位等算法。首先,介绍了空间目标光电观测系统的系统构成和工作原理;深入分析了空间目标在CCD视场中的运动特性,提出了一种空间目标快速识别算法。然后,结合帧间差分法和数学形态学等,完成了空间目标的快速识别。最后,研究了天文定位算法,采用Tycho-2星表,实现了空间目标的精密定位。实验结果表明:空间目标快速识别处理时间约为10ms,实时天文定位处理时间约为25ms,实时天文定位精度优于4″。得到的结果满足空间目标监视技术的实时性好、精度高、稳定可靠等要求。