基于蒙特卡罗法的星载太阳辐照度光谱仪对日指向误差分析

为保证光谱仪能够获取到有效太阳光谱数据,要求搭载光谱仪的二维转台能够长时间高精度跟踪太阳,而跟踪太阳的前提是转台实现精准指向,使太阳进入导行镜的有效视场。根据从卫星接收的太阳矢量和姿态数据对安装误差进行修正,计算修正后转台指向的参考值,并确保指向误差小于1°。在转台各个基准立方镜上建立坐标系,采用坐标变换法建立了对日指向的数学模型,通过运动学反解给出转台调整角度与轨道坐标系下太阳矢量的解析关系。然后,结合光谱仪的在轨运动形式,对其工作过程中的主要误差来源进行分析,并在MatLab平台上搭建基于蒙特卡罗法的指向误差模型。仿真结果表明指向误差优于0.35°。最后,在地面开展太阳指向模拟实验,测得春分轨道下指向误差低于0.16°,满足导行镜捕获视场需求。实验结果验证了数学模型的正确性及有效性,同时为光谱仪在轨工作提供了设计参考。     

多波段水下光谱辐射计

研制了基于干涉滤光片分光的船载多波段水下光谱辐射计，该辐射计可同步观测12波段下行光谱辐照度、12波段上行光谱辐照度和7波段上行光谱辐亮度，水下剖面测量深度达200m。在水槽中测定了辐照度探头的余弦响应特性和浸没因子，利用MonteCarlo方法模拟了阴影误差分布，给出了仪器的主要性能指标。给出了与Macam公司SR9910c型水下光谱仪的比对结果以及海上试验数据的分析结果。     

无计数误差的光电编码器接口电路

使用光电编码器检测机构运动方向和速度时,经常会遇到机构在改变才向过程中的因振动而使编码器产生计数误差.采取在振动期间产生相同数目的加减计数脉冲,其计数结果相互抵消,可使计数不产生误差.     

莫尔条纹正交偏差的智能补偿方法

提出了一种新的编码器莫尔条纹正交偏差的补偿方法及实现方式。通过比较分析,采用相关函数分析法测量各精码周期莫尔条纹的正交偏差,并基于系统自身的粗码信息,构造一种智能采样算法,保证莫尔条纹采样均匀性;在工作中对所有精码周期的莫尔条纹实行数字式实时补偿,并可以通过模式间的切换自适应地更新正交偏差补偿参数,持续地保证补偿的精确性,降低编码器在各种恶劣环境下的误码率。实验结果表明,正交偏差10度以内时,补偿后的信号正交性提高了93%以上,保证了编码器测量精度。     

空间光通信的粗精复合轴解耦技术研究

国内外的空间光通信系统都采用粗精复合轴结构实现大视场、高精度、高闭环带宽的跟踪系统.粗精控制环解耦问题是复合轴结构控制系统中很重要的问题,它会影响整个APT系统的性能.通过软件仿真和桌面实验,对双探测器的复合轴解耦问题进行了深入的研究,在桌面实验系统中实现了空间光通信要求的3urad的控制精度.     

星上多通道遥感图像的实时合成压缩

针对星上图像整合电路工作频率过高而造成的成像系统工作不稳定的问题,讨论了相机结构的改进,提出了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）平台实现星上时间延迟积分CCD（TDICCD）遥感图像实时合成压缩的方法。介绍了星上多通道遥感图像实时合成压缩的原理。针对TDICCD线阵推扫成像模式的特点,使用改进的JPEG-LS压缩算法;通过自适应量化动态地控制码率,在FPGA硬件平台上实现了图像数据的实时合成压缩。试验验证结果表明,在无损压缩和2倍压缩时,系统主时钟从原来的100 MHz分别降低为80 MHz和64 MHz,整合电路的工作稳定,恢复图像的峰值信噪比（PSNR）满足大于80 dB的要求。提出算法的存储量小,处理每行的平均时间为57.5 μs,小于相机的最小行周期63 μs,满足实时性要求。本文系统可靠性高,算法稳定,实现了星上多通道时间延迟积分CCD相机内部的实时合成压缩。     

TDI-CCD图像传感器的噪声分析与处理

为提高TDI-CCD的工作性能,根据TDI-CCD器件的工作原理,较完整地分析了TDI-CCD图像的噪声组成,给出了其噪声的详细分类。TDI-CCD 的噪声主要来自两个方面,一个是TDI-CCD器件本身所固有的噪声,如霰粒噪声、非均匀性噪声、暗电流噪声、固定图形噪声、转移噪声等,另一个是TDI-CCD工作过程中的各种噪声干扰,如复位噪声和1/f噪声等。根据各种噪声的特点,提出了相应的噪声处理技术,并针对KTC噪声,给出了双相关采样电路处理方式,提高了器件的信噪比,输出信噪比达到53.8 dB。     

高速面阵CCD的特殊驱动方法

本文提出一种特殊驱动方法,在CCD余元的读出过程中,采取不同的驱动频率,使CCD部分象元的读出速率下降,从而降低对处理电路的技术要求,这种方法具有一定的实用性.     

一种基于压缩感知的卫星图像观测矩阵优化

卫星图像分辨率高,包含信息量大,采用压缩感知对卫星图像进行观测和恢复,能够用少量数据完成图像重构。针对压缩感知观测矩阵随机波动大,鲁棒性不强,随机矩阵结构复杂的特点,本文提出了一种优化的部分确定高斯矩阵,作为压缩感知的观测矩阵,对卫星图像进行观测并重构。实验表明,与常用的高斯矩阵、贝努力矩阵等观测矩阵相比,采用优化的部分确定高斯矩阵,不但提高了重构图像的质量,而且增强了信号的鲁棒性和抗干扰能力。     

遥感相机的智能调焦方法

为了将基于图像处理的智能调焦方法引入到空间遥感相机中,从而提高其在轨调焦能力,提出了采用辅助CCD的遥感相机智能调焦方法。该方法解决了推扫式遥感相机由于图像动态变化导致的比较基准不确定问题,为智能调焦方法在遥感相机中的应用开创了途径。在阐述基本调焦原理的基础上,给出了实际应用中多片CCD级联时评价区域选择依据和算法,并以Variance函数为评价函数对调焦过程进行了仿真模拟,实验结果表明:该方法能够可靠、自动地搜索到最佳聚焦位置,获取清晰图像,适用于遥感相机使用。