基于局部熵的星敏感器星图提取方法

提出了一种新的星图图像提取方法,根据星图图像局部熵的变化,得到恒星在星敏感器中成像的目标区域,然后利用求质心的方法,得到亚像素的恒星位置,给出了图像局部熵的快速计算方法,图像的局部熵具有平滑滤波作用,并且能消除背景照度不均匀产生的灰度起伏现象,仿真实验结果表明,这种方法适合干含有系统噪声和随机噪声的点目标图像提取;在最大随机噪声〈5％的情况下,利用这种方法提取的质心位置的误差〈1／20。     

一种新的SINS/星敏感器组合导航姿态匹配算法

对SINS/星敏感器组合导航算法进行了研究。基于量测失准角的概念,提出了一种新的SINS/星敏感器组合导航姿态匹配算法,分析了SINS和星敏感器的输出,详细推导了组合导航系统量测的构造过程。与传统姿态匹配方法相比,该算法计算量小且噪声信号的物理意义更加明确。通过仿真验证,结果表明该算法是有效的,既能使姿态误差得到显著收敛,又能准确估计陀螺常值漂移和星敏感器安装误差。     

星敏感器姿态测量算法的仿真

对空间飞行器姿态的实时、高精度确定是空间飞行器必须解决的关键问题,对姿控、导航、定位,尤其是遥感摄影测量具有重要意义.文中通过介绍姿态测量部件--星敏感器的基本工作原理和系统的构成以及像点模拟、导航星库制定、星图识别方法、姿态计算等仿真模型,阐述了对星敏感器姿态测量过程进行仿真的原理、方法、步骤,并给出了仿真结果,仿真验证了算法能够达到动态运行的要求,而且与静态运行时精度吻合.     

星图模拟方法在星敏感器技术研究中的应用

目前,星敏感器是一种高精度的姿态测量设备,利用计算机开展星图模拟能提供丰富的星图数据。文章讨论了利用光学设计软件,通过扩展编程模拟星敏感器成像,输出模拟星图的原理和方法,给出星图模拟程序设计结果,讨论星图模拟方法在评估光学系统、星像提取算法、星图识别算法性能以及标定系统误差等方面的应用。研究表明,星图模拟为促进星敏感器技术的研究提供了重要支持。     

星敏感器星图的高精度星点提取方法

星敏感器硬件电路产生的噪声以及在航天器上应用所面临的复杂恶劣的工作环境,都对星图质量造成严重影响,进而降低星点提取精度.针对上述问题,提出了一种精度高且抗干扰性能好的星点提取方法.首先,采用多窗口抽样自适应阈值分割方法对星图去噪,为后续的星点提取奠定基础;然后,基于改进的灰度交叉投影法进行星点粗提取;最后,利用局部区域生长+高斯曲面拟合法进行星点精提取.改进的灰度交叉投影法能够克服星点范围重叠带来的问题,从而快速准确找到星点的粗略区域,而且可以为局部区域生长提供可靠的"种子"点;局部区域生长法可以保证星点区域的边缘细节能够得到充分保留,这对提高星提取的精度大有益处.仿真实验表明,在噪声标准差为2的仿真条件下,该方法的星点提取精度达到了0.075 5 pixel,相比于扫描法等传统方法,该方法的星点提取精度有大幅提高,而且还具有良好的抗干扰性能,因而对于在强噪声干扰条件下提高星敏感器测量精度具有重要参考价值.     

高精度星敏感器结构设计与标定

星敏感器是一种高精度的姿态敏感测量仪器。研究了星敏感器的结构设计和精度标定方法,通过大视场、大相对孔径的轻小型光学系统的设计,减小光学系统的测量误差;介绍了星敏感器的遮光罩和焦平面组件的设计方法,给出了星敏感器的精度标定方法,利用该方法来最大限度地减小系统误差。使用莱卡经纬仪进行标定实验,证明星敏感器精度满足单星精度小于等于3″的设计指标。     

星敏感器姿态计算精度的仿真

星敏感器姿态测量精度是评价星敏感器性能的最重要的指标之一.文中分析了影响星敏感器姿态计算精度的各种因素,给出了对星敏感器姿态计算精度进行仿真的方法,并对各种因素的影响规律做了细致的仿真.仿真结果表明多参考矢量定姿算法带来的误差可以忽略不计;对于16°×16°视场的星敏感器,选取在视场内分布均匀的9颗星参与姿态计算,是较好的选择;在保持像素分辨率不变的条件下,增大视场可以提高滚动角的精度,但CCD像素数目却增大了.因此,选取视场内均匀分布的较多恒星参与姿态计算、提高星点位置精度都可以提高姿态计算精度.     

紫外星敏感器的光学系统设计

紫外星敏感器是小卫星关键技术的一项重大突破 ,它与光纤陀螺配合可使小卫星的指向精度和稳定度提高一个数量级 .提出了一种新型紫外星敏感器的光学系统设计方案 ,在对性能指标进行分析的基础上 ,确定了光学系统的参数和结构尺寸 .采用锥面反射镜压缩光学镜头的视场角 ,使所设计的系统具有超大视场的观测能力 ,环形视场可达 135°～ 14 5° ,工作波段为 0 .2 5～ 0 .2 8μm的真空紫外     

陀螺/星敏感器在轨标定算法研究

为确保姿态测量器件长期在轨工作精度,提高三轴稳定卫星的姿态确定精度,针对典型的陀螺/星敏感器联合定姿方案,推导了一种对陀螺和星敏感器进行实时在轨标定的算法.充分考虑卫星姿态测量过程中可能出现的各种误差源,建立陀螺和星敏感器的安装误差和标定因子误差模型,并对可能出现的各种误差进行在轨补偿,与同类算法相比,为卫星姿态确定和校正提供了更加丰富的信息,计算量更小.最后对该算法进行了数学仿真,仿真结果验证了该在轨标定算法的有效性和可靠性.     

机载天文导航系统中振动对导航精度的影响

针对平台式机载天文自主导航系统载体振动对导航系统定位精度的影响问题,理论分析了载体对导航平台影响的振动形式,给出振动角位移是主要影响量的结论。研究了天文导航系统的单星定位导航建模思路,根据振动角位移的特点给出了角位移补偿中近似坐标转换矩阵。设计了振动实验,建立了定位模型,给出了载体振动主要以角位移的形式将误差传递给导航系统平台。试验结果表明:振动角位移带来的误差为天文导航定位的主要影响因素,X、Y轴200″的轴向振动角位移带给天文导航系统的定位误差近似为600 m。     

基于支持向量机的传感器非线性误差校正

提出了一种用支持向量机校正传感器非线性误差的原理和方法。该算法只依据样本就可以正确辩识传感器逆模型特征,而不需关于逆模型函数形式的任何先验知识,并将原问题转化为一个凸二次优化问题,能够保证找到的极值解就是全局最优解,具有较好的泛化能力。通过对电容式湿敏传感器误差校正的应用表明:该算法可取得较好的效果。     

基于星模拟器综合误差的星点修正方法的研究

对静态星模拟器的工作原理及星点位置误差的计算方法进行了研究,提出了一种新的星点位置的修正方法。利用这种修正方法能够在现有基础上提高星模拟器的模拟精度,有效降低对静态星模拟器光学系统设计的要求,减小星模拟器综合误差对星模拟器精度的影响。通过实验证明,修正后的星点误差均优于10″,可用于高精度星敏感器的地面标定。     

反身相移对光学玻璃电流互感器灵敏度影响的理论分析

光学玻璃电流互感器传感器传感头内全反射产生的相移会降低互感器的灵敏度。     

热释电传感器温度稳定性的研究

本文推出热释电传感器的响应频率与温度的函数式,并提供和分析了实验结果。理论和实验表明,热释电传感器的性能很大程度上取决于其前放级的设计水平。     

热处理对微型磁致伸缩材料传感器磁性能的影响

采用MEMS技术制备了尺寸为500μm×100μm×15μm的微尺度磁致伸缩材料传感器,发现MEMS技术沉积过程中传感器内部不可避免地产生了内应力,对传感器磁性能带来不利影响.对徽尺度磁致伸缩材料传感器进行真空热处理,旨在消除内应力,进一步提高传感器磁学性能.结果表明:真空退火可减小或消除传感器内应力,提高磁学性能,其中最佳退火温度为250℃,时间为2h.该温度下退火不仅可完全释放传感器内应力,还可以改善波谱质量,提高共振频率.     

恒星光谱数据分类规则挖掘系统研究

针对恒星光谱数据的处理需求,采用约束概念格作为恒星自动分类手段,利用Visual C＋＋6.0和Oracle10g作为系统开发的工具,设计并实现了恒星光谱数据的自动分类系统,在介绍系统的功能模块和体系结构的基础上,详细描述了系统的关键技术。系统的运行结果表明,利用约束概念格来实现恒星光谱数据的自动分类,是可行的和有价值的。     

材料及结构参数对基桩非线性纵向振动的影响

假设嵌岩桩桩身材料满足非线性弹性和线性粘弹性本构关系，桩周土为有阻尼非线性弹性土体，从而导出了分析基桩非线性纵向振动的偏微分方程；用Galerkin方法对方程进行简化，对简化后的系统进行了数值模拟计算，得到了一种典型参数情形时基桩运动的时程曲线、相平面图、功率谱图、Poincare截面图及分又混沌图，考察了各种材料及结构参数对基桩非线性纵向振动的影响。     

长江南京三桥建桥后船舶航行过程数值模拟

建立了船舶运动基本方程，通过实船静水操纵性能试验比较，操纵性指数与实测基本一致，由于南京三桥修建后，破坏原来的航线，需要规划新的航线，新航线考虑了船舶的习惯航线以及桥墩对原来的航线的影响，运用该数模计算新航线的船舶操作参数的变化，结果表明，上行船队和下行船队的各级流量船舶航行操作参数变化较小，说明新航线选择合理。