CMOS星敏感器焦平面装配及标定

针对高精度CMOS星敏感器的使用要求,本文对焦平面装配的误差进行了理论分析,搭建了CMOS星敏感器装配及标定测试系统,利用长焦距平行光管像面移动测量方法进行了星敏感器轴上和轴外的星点成像,获取了焦平面离焦量及倾斜数据.在这些数据指导下,成功完成了对某焦距50 mm,相对孔径1/1.25,全视场20°的CMOS星敏感器的...     

高精度星敏感器二轴标定转台的设计

作为航天飞行器的姿态控制重要元件星敏感器,其控制精度的检测标定显得尤为重要,本文针对星敏感器测量空间里间角距的重要指标,提出了采用高精度二轴转台的设计方案,较好地实现了对星敏感器静、动态标定的目的,并对二轴转台的设计进行了详细的介绍．     

星敏感器模型参数分析与校准方法研究

以星内角统计偏差为校准精度评价指标,分析了高解析度面阵 CMOS 星敏感器模型中主要参数,得出焦距对精度影响最大,畸变次之,主点位置影响最小。由此提出了一种星敏感器校准方案,利用高精度 2 维轴向转台和单星星光模拟器采集数据,采用最小二乘参数估计算法计算主点焦距偏差,并且用 10 参数的二维多项式基函数拟合焦平面畸变。仿真结果表明在 0.03 像素误差的噪声水平下该方案能够达到 1″精度,可以满足现代空间飞行器的高精度姿态测量要求。     

wMPS测角不确定度研究

室内空间测量定位系统(wMPS)是一种基于多向定位原理的新型网络式测量系统,为分析系统单站的测角不确定度,建立了角度测量模型,分析了影响系统测角精度的误差源并给出误差的评估方法,利用蒙特卡罗统计法进行了仿真,获得了测角误差的分布.提出一种以多面棱体和平行光管作为调整手段,多齿分度台为角度参考基准的发射站水平角不确定度分...     

介绍一种在高精度测角中调整光管的方法

由于弹性多齿分度盘广泛应用于测角中,角度测量的精度越来越高。因此,对影响精度的各种因素都必须加以考虑,如光管轴线的调整,多面棱体的平面度误差及其工作面与下底基面的垂直度误差等,都会给测量带来误差。图为自准直光管的视场图,yy轴是安放多面棱体的转台轴向;十字线是镜面反射回来自准直光管指标线的像;ss是测反射象位移用的分划板;xx是转动多面棱体时十字线象移动的方向。如图所示,当自准直光管偏斜时,分划板十字线竖线与yy轴倾斜为Φ角,     

一种星敏感器安装误差自动化测量方法

针星敏感器安装误差的精确标定,该文提出基于平台式惯性/星光组合导航系统中,星敏感器相对惯性坐标基准的安装误差自动化测量方法。首先基于光电自准直仪测量方式,建立安装误差测量的数学模型,并通过仿真验证模型的有效性。开发一套自动化测试系统,利用高精度的光电测角仪模拟星光,将星敏感器主光轴对准星点,输出星点坐标信息,自准直仪测量标准六面体的姿态,通过与星敏感器坐标对比和软件自动解算得到星敏感器相对标准六面体的安装误差。试验数据能达到5″内的测试稳定精度,证明该方法可准确测量出星敏感器的安装误差,且测试稳定性好,已应用于工程精密测量。     

带有恒星自行校正的星敏感器定姿

为了提供高精度星敏感器姿态测量精度,对三轴定姿受恒星自行影响产生误差的机理进行研究,将恒星自行量分成Ⅰ-Ⅸ级存储在导航星库中,并深入分析不同恒星自行量级在20年间对三轴姿态角输出的逐年变化情况。仿真实验结果表明:利用QUEST方法在20年内对三轴姿态角进行校正后精度可提高75″以上,在星等相近时优先选取自行量级较小的恒星进行姿态解算,使新条件数达到最小,大大提高工程上星敏感器姿态测量的精度和稳定性的要求。     

专用经纬仪水平角精度检定方法的讨论

光学经纬仪水平角精度的检定基本上有2种方法，一种是以多目标平行光管组成的检定装置，以检定一测回水平方向标准偏差；另一种是以多齿分度台与平行光管配合使用，也可检定测角标准偏差。在许多特殊情况下，如导弹、火箭发射的过程中，用于瞄准的专用经纬仪要求一次性转角标定发射方向，它不能用正倒镜和多测回等方法消除仪器的系统误差；又由于专用经纬仪较重，体积也较大，目前的多齿分度台承载能力尚不能满足要求，鉴于这种情况，在专用经纬议中采用一次水平测角的示值误差，来评定专用经纬仪的精度。1检定原理专用经纬仪一次性转角的检…     

环境温度对星敏感器测量精度的影响

环境温度对星敏感器测量精度有一定影响.运用光机结合方法,研究环境温度对星敏感器测量精度的影响.在计算典型星敏感器光学系统热效应引起的结构参数变化的基础上,分析了星敏感器星点定位误差.计算结果表明:在视场角0°附近,环境温度变化对星点定位精度影响较小;通过材料匹配,减小系统温度焦移系数,可以减小环境温度变化引起的星点定位误差.热补偿设计后,在环境温度-20～60℃范围内,星敏感器最大测量误差仅为0.02″,约为原系统的1/7.     

交会对接测距敏感器远距离测量精度验证

本文提出一种飞船交会对接用测距敏感器地面实验远距离测距精度验证方法,即利用电子经纬仪工业测量系统对测距敏感器本体坐标系进行导出,通过控制点对其描述.通过坐标系转换将测距敏感器本体坐标系与高精度大地测量控制网进行坐标系统一.利用高精度全站仪对敏感器反射靶标进行坐标测量.对全站仪测量距离进行数学计算,与测距敏感器直接测量的结果进行比较,得到测距敏感器远距离测量精度.     

利用系统辨识的星敏感器模型修正与测角精度检测

2.中国科学院大学,北京100049)摘要:为了提高星敏感器的测角精度,提出了一种采用系统辨识法对星敏感器模型进行修正以及测角精度检测的方法。首先分析了星敏感器的理论测量模型以及像面坐标与星点目标的空间位置关系,然后给出了用模型修正来提高星敏感器测角精度的原理和数学模型。修正模型由系统辨识方法得到,同时为了提高辨识精度,文中采用将星敏感器像面划分为多个区域,每个区域单独建模辨识的方式。最后利用某星敏感器进行了实验,利用该方法进行模型修正后,星敏感器的测角精度为σx=1.68″、σy=1.91″,而修正前的测角精度为σx=17.43″、σy=23.46″。结果表明,采用该方法可以使星敏感器测角精度得到大幅提高,同时也完成了测角精度的检测。     

星敏感器成像面位姿检测设备误差补偿

测量星敏感器成像面与安装面的位姿关系,对系统成像质量及精度补偿具有重要意义.本文设计了一套基于三维导轨的探测器成像面姿态检测设备,针对检测设备的系统误差提出了一种误差快速补偿方法,通过对标准件的测量完成对导轨运动误差在Z方向分量的标定.将X轴和Y轴运动体的位移量与测量误差在Z方向的分量数据写入标定文件,以高效完成误差的补偿.通过与高精度激光干涉仪测量结果对比,Y轴测量误差在2.9μm内,X轴测量误差在1.5μm内,达到了测量要求.     

星敏感器外场观星标定及检验方法研究

介绍了星敏感器的主要检验标定方法-外场实测观星标定方法,以及实验平台的组成和搭建。根据对双CCD探头星敏感器获取的实验数据进行处理、分析,给出了动、静态三轴姿态精度和数据更新率。实验结果表明,采用这种方法可对星敏感器的精度、更新率、敏感星等级、捕获时间等指标进行检验,可信度高。     

在万工显上提高测量内孔圆度误差精度探讨

在万工显上测量内孔圆度误差时，由于存在对线误差、分度装置轴线的径向误差和读数误差的影响，因而测量精度不高。本文试图在提高分度台迥转精度和测微仪精度方面作一探讨，以求提高测量精度。     

星敏感器参数标定及误差补偿

针对CCD星敏感器光学系统存在焦距不准确、CCD平面倾斜和旋转及光学镜头畸变等误差因素,在理想针孔模型的基础上,用几何方法建立了星敏感器模型。利用地面实验数据,以最小二乘法解算该数学模型,求出焦距、CCD平面倾斜和旋转因子及畸变因子等待标定参数。将标定出的参数代回数学模型,便可由星象点测量坐标直接计算并修正入射光方向矢量,从而对光学系统的误差进行了补偿。计算结果表明:星对角距统计偏差由标定前41″降到了17″,提高了计算精度。     

弹性安装船用星惯组合导航系统安装角动态标校方法

针对船用星惯组合导航系统中惯性导航系统和星敏感器之间刚性和弹性两种不同的安装方式,提出了一种星敏感器安装角的动态标校方法。该方法以星敏感器得到的姿态数据和惯导系统输出的姿态数据构建滤波观测量,基于惯导误差传播方程构建状态方程,通过Kalman滤波实现对惯导系统姿态误差和星敏感器安装误差的动态最优估计。基于"远望三号"航天测量船的实测导航数据、船体弹性角形变数据对该动态标校方法进行了仿真测试,结果表明星敏感器与捷联惯导系统之间本地刚性安装时安装角动态标校误差较小,异地弹性安装时由于安装误差角的动态变化导致标校误差较大。     

一种测斜仪安装位置误差补偿方法

旋转导向钻井时,因测斜仪各轴与理想坐标系各轴不重合,引入位置误差,降低了测量精度.论文提出一种安装位置误差模型及补偿方法.首先,将传感器的3轴看成3个独立的空间轴,通过包含3个轴的理想正交坐标系的多次坐标变换,得到包含各自位置误差在内的旋转矩阵;然后,通过特殊位置点的测量值和理论值求得一个补偿矩阵;最后,将3轴的传感器测量结果解耦,实现对安装位置误差的校正.实验表明:该方法能较大幅度降低安装位置误差,提高测量精度.     

双光栅准直测量系统及其精度分析

本文基于双光栅法测量准直性原理，在550mm的平行光管上完成了一系列的实验研究，相对测量精度达到0．036％，并对误差源及提高测量精度的方法作了一定的分析。     

一种非接触单相机角度测量方法

建立了一种基于单相机的非接触转角测量系统,在分析了测量目的的基础上构建了该系统,由一台工业CCD相机、一个定焦镜头、一块目标板和测量软件组成,给出了角度测量的原理。根据相机的平面标定理论,利用棋盘板校准了相机的内参数;利用棋盘板上的角点位置与图像上相对应点的像素坐标,计算得到棋盘板坐标系与相机坐标系间的平移和旋转关系,进而计算出被测零件相对于相机光轴的旋转角度。利用立式多齿分度台作为标准器对系统的测角误差进行了测量,测量结果表明角度测量误差不超过±0．01°。     

双光栅准直测量系统及其精度分析

本文基于双光栅法测量准直性原理，在５５０ｍｍ的平行光管上完成了一系列的实验研究，相对测量精度达到０．０３６％，并对误差源及提高测量精度的方法作了一定的分析。