对数极坐标图像匹配在目标姿态测量中的应用

本文介绍了一种基于极坐标下图像匹配的方法实现帧与帧之间旋转角度的计算,并可以得到目标轮廓保证可靠跟踪,其坐标变换部分不同于传统的对数极坐标变换,该方法并不进行对笛卡尔坐标系下图像的采样,而是完全保留目标精确的边缘信息用以进行边缘形状匹配.匹配过程分为粗匹配和精匹配两步进行,这种方法主要是利用了极坐标下目标轮廓旋转不变性来实现的.本文还提出了一种双目测量目标旋转角度系统,通过该系统可以完成对空间中的目标在任一旋转平面上的旋转角度.实验证明,该方法计算量小、简单实用、跟踪精度满足要求.     

高信噪比星载CCD成像电路系统

为获得高信噪比的航天遥感图像,针对CCD成像系统链路分析了影响图像信噪比的主要因素。结合CCD成像系统的响应模型,明确了系统信噪比的表达式,并摆脱了具体CCD型号的束缚,提出了一种"总-分-总"的高信噪比成像电路系统通用设计方法。描述了系统从顶层总体设计、底层各电路模块设计以及全系统联试的完整研制方法。将该方法应用于吉林一号卫星高分辨率多光谱CCD成像电路系统的设计中,并对成像系统进行了辐射定标试验,获得了高信噪比的图像数据。结果显示:在灰度为80%饱和输出时,获得的全色图像信噪比达到了53.9dB,多光谱图像的最高信噪比达到了56.3dB,且图像数据经融合后色彩真实、绚丽。本文的CCD成像电路系统设计方法能够为其他航天遥感载荷的电路系统设计提供参考。     

锥摆扫一体化空间相机成像模式设计

针对高分辨相机难以实现超宽覆盖的问题,本文设计了锥摆扫一体化成像模式.通过对锥摆扫一体化成像原理进行分析,建立了锥摆扫一体化成像模型;然后,设计了最佳地面轨迹模型,并分析了轨道速度、平台旋转角速度和摆扫转动角速度的关系,并基于地面轨迹给出了曝光时间、帧频的计算方案.最后,通过MATLAB进行算例仿真,并对地面覆盖宽度和...     

基于Q值选取的太阳同步回归轨道设计算法

由于太阳同步回归轨道既可以满足光照条件的要求,又可以满足时间分辨力的要求,所以成为对地观测航天器首选轨道之一。由于Q值是将太阳同步轨道和回归轨道联系起来的桥梁,所以Q值在设计太阳同步回归轨道中起着举足轻重的作用,是太阳同步回归轨道设计时最先考虑的参数。通过对太阳同步轨道和回归轨道特性的分析,可以建立Q值与太阳同步回归轨道参数之间的数学关系,此关系是设计太阳同步回归轨道的依据。通过对轨道回归特性的分析,引入了设计太阳同步回归轨道Q值的方法。最后,结合某航天任务的具体指标,利用Q值选取算法,设计了一条满足实际航天任务需求的太阳同步回归轨道。基于Q值选取的轨道设计算法从理论上找到了太阳同步轨道设计中的关键,为复杂的轨道设计工作提供了一个可靠而易行的方法。     

星载光学遥感器地面幅宽与轨道参数之间关系

星载光学遥感器的地面覆盖宽度是卫星遥感应用的重要指标,在很多对地遥感卫星中比较受到关注。为使光学载荷能够达到地面幅宽要求,除了对光学系统设计以外,还必须对卫星运行的轨道参数进行合理选择。本文以太阳同步轨道为例讨论了星载光学遥感器地面幅宽与轨道参数（特别是轨道高度）的关系,提出了满足星载光学遥感器地面幅宽要求的太阳同步轨道高度的选取方法。本文首先从地球非球形摄动理论的讨论开始,引出了太阳同步轨道的定义。然后通过引入假想交点的概念,推导出了交点周期、基本交点距与轨道高度的关系。最后,在以上讨论的基础上,得出了满足幅宽要求的轨道高度的约束条件。本文首次提出了假想交点这个概念,假想交点概念的提出对太阳同步轨道相关理论的理解以及一些重要公式的推导有很大的帮助。此外,本文推导出的太阳同步轨道交点周期与轨道半长轴的关系式已成功应用于某课题的太阳同步轨道设计中。     

无摄动椭圆轨道卫星编队设计算法研究

研究无摄动椭圆参考轨道的卫星编队飞行设计,在RAC坐标系下研究两星相对运动问题。利用RAC坐标系下的敏感矩阵,将轨道根数差与从星的RAC坐标建立联系,从而推导出椭圆轨道编队设计算法。利用此算法设计出同轨迹主从编队飞行轨道。通过仿真验证,此算法的位置误差控制在毫米量级,速度误差控制在毫米/秒量级,可以满足当前编队飞行任务的要求。     

一体化星务计算机多路多模式通信系统的实现

在某一体化微小卫星的设计中,针对其高性能星务计算机硬件接口受限,无法完成对星务、姿控分系统内十余个测量、控制部件的管理,设计了一种多路多模式通信系统作为星务计算机的通信功能扩展.该系统制定了与星务计算机的通信协议,以FPGA作为控制器并应用Verilog HDL编程技术,采用具备缓存功能的多路多模式全双工串行通信架构,完成星务计算机对各测量、控制部件高效、低延迟的通信管理.实验结果表明,该系统运行稳定、功能正常,满足本工程设计的应用需求.     

基于双DSP平台的实时跟踪系统设计

本文以两片定点DSP TMS320C6203为核心,设计了一个用于处理1024×1024大小图像(12位数字相机)的电视跟踪系统,并对系统的硬件设计和软件设计分别进行了详细介绍。对实时图像序列进行预处理后,DSP1进行捕获和图像增强、显示,DSP2用于实时跟踪。主要解决了两个关键问题:第一,采用分段投影的方法,解决了对于大图像大数据量的目标全屏捕获问题,并满足实时要求;第二,根据目标大小动态调节跟踪窗,对目标进行实时跟踪。实验表明系统对目标的实时跟踪有很好的性能。     

卫星刚性载荷体在轨对称摆扫特性分析

为实现卫星摆扫成像,降低载荷体摆动过程中对卫星姿态的影响,提出两个相同载荷体对称摆动的方案,并规划给定角度范围内的摆动规律,使载荷体在滚动轴和俯仰轴分别具有0.6()/s、6 ()/s的角速度,通过对两载荷体摆动特性及动力学、运动学特性的分析,提出以反作用飞轮对卫星偏航轴剩余力矩进行补偿控制的方法。以某卫星示例进行仿真分析,结果表明:两载荷体对称摆动过程中滚动轴和俯仰轴的合成力矩和角动量对卫星姿态无影响,而偏航轴存在周期性变化的力矩,采用0.2 Nm的飞轮进行动量补偿后得到卫星姿态指向精度和姿态稳定度可以控制在0.032、0.006()/s以内,能够实现较高精度的对地面区域摆扫成像。说明以两载荷体对称摆动的方案实现卫星摆扫成像并满足成像需求,在设计理念上是可行的。     

基于VxWorks和VC的气浮转台无线测控系统设计

介绍了一种气浮转台无线测控系统设计方案。阐述了系统的硬件环境,介绍了基于VxW orks操作系统的台上测控端的软件设计和基于VC平台的台下测控端的软件编程。通过实验测试,证明此设计充分发挥了VxW orks和VC的特点,能够稳定可靠地完成气浮转台各项遥测遥控任务。