一种机载天文导航星图模拟的实现方法

星图模拟是研究机载天文导航的关键技术之一.通过分析近些年国内外天文导航技术研究方面的资料,结合机载条件下的实际运行环境、天文导航基本原理和成像的主要影响因素,改进了CCD星敏感器的光轴指向、视场范围和观测星的确定方法,对星体成像位置和灰度的确定方法及背景光和曝光时间对成像效果的影响进行了优化,并建立了相应的模型.最后运用Matlab编程生成了所需星图,为进一步研究机载天文导航技术打下了基础.     

基于星敏感器的天文/惯导组合导航仿真研究

本文通过仿真实验,研究了基于星敏感器的天文／惯导组合导航系统的导航性能和特点。首先分析了天文导航的基本原理,并给出了天文／惯导组合导航算法的理论模型。在此基础上,建立了天文导航和捷联惯性导航的仿真模型,实现了天文／惯导组合导航系统仿真。仿真结果表明：基于星敏感器的天文／惯导组合导航能够有效抑制惯导的长时漂移累积误差,有利于实现机载远程长航时的高精度导航。     

天文导航技术应用及发展研究

在介绍天文导航基本原理的基础上，深入分析了天文导航的优点及其在军事方面的应用，对天文导航技术发展趋势及发展中面临的问题进行了探讨，研究了天文／惯性／卫星组合导航系统的工作原理，阐明了天文导航在未来信息化战场的战略地位．     

导航、制导理论与技术

本文简述天文导航原理组成、关键技术与解决办法、特点及其优越性,在跨向21世纪时应怎样发展和哪些领域需要用天文导航。     

模拟红外星体角位置的高精度测量方法

() ()摘要:天文导航以其高精度、自主式、全天候的特点成为卫星导航、惯性导航和无线电导航之外的另一种重要的导航手段。由于受天气状况或环境因素的影响,实际星空的可见性不能得到保障,使得天文导航产品的研发测试受到严重制约,因此有必要利用高精度星模拟器开展相关研究。建立了一套基于平行光管的红外星模拟器,提出了以Leica TM6100A经纬仪为主要测量工具的高精度红外星体角位置测量方法,该方法的测量重复性优于5″。     

基于小视场星跟踪器的天文/惯性/卫星组合导航系统半实物仿真技术研究

因目前没有针对小视场星跟踪器的室内测试设备,而外场试验和试飞试验成本高、 难度大,为了对组合导航系统的算法和性能进行测试,本文设计了一种基于小视场星跟踪器的天文/惯性/卫星组合导航半实物仿真系统。该系统根据实际采集的导航源数据建立误差仿真模型, 产生仿真数据,结合组合导航系统原理样机中的导航处理器和显控单元实物模块,形成半实物仿真系统。它具有很强的灵活性和可扩展性,可有效地降低组合导航系统的实验成本,缩短研制周期, 对研究组合导航系统的算法性能、系统特性和工程应用等具有重要理论和实践意义。     

机载星敏感器成像的仿真技术研究

根据天文导航的基本原理,综合考虑了星敏感器自身噪声、星云星团、大气折射、大气扰动和气动、地球遮挡等因素对机载星敏感器成像的影响,实现了复杂环境下的星光在机载CCD星敏感器上的成像仿真。在仿真过程中,重点考虑了大气折射的影响,分析了载体在大气层内飞行时星光角距、载体姿态和折射角之间的关系,推导了星敏感器成像点位置偏移的计算公式,为进一步研究机载天文导航技术打下了基础。     

多视场星敏感器近地轨道自主定位导航方法

传统航天器自主天文导航需要星敏感器、红外地平仪、磁强计等多种敏感器采集导航数据,增加了航天器的成本和复杂度。利用多视场星敏感器的特点,分别对恒星与地球进行成像,在完成姿态测量的同时,得到地心矢量信息,从而进行自主天文导航。首先建立地球几何模型,结合航天器轨道参数与多视场星敏感器的安装布局,实现各个视场内地球边缘的成像模拟,使用Steger 算法提取地球边缘。综合考虑地球扁率的影响,对不同视场中观测到的地球边缘进行拟合得到精确地心矢量,最后进行基于星光角距的直接敏感地平导航仿真。仿真结果表明,在一个视场观测恒星,另外两个视场观测地球边缘的布局情况下,地心矢量精度和导航位置精度分别达到0.017 2（1）和190 m（1）。     

现代天文导航及其关键技术

分析导航技术的地位、作用及其局限性,综述天文导航技术现状及国内外对天文导航技术的认识,指出天文导航技术的优点,在此基础上,重点论述天文导航关键技术,提出基于自然天体及人造天体射电测量、消除水平基准制约和可见光观测限制的天文导航技术发展思路.     

漫话导航(四)——各有千秋的三兄弟

<正> 本期谈谈导航大家族中各有绝招的天文导航、惯性导航和地形辅助导航,顺便提一下水下导航。 天文导航 天文导航,简言之就是借助于一定的仪器设备观测天上星体角距来确定运动体位置和航向的一种手段。天文导航分星光导航和射电天文导航两种,以观测天体可见光进行导航     

天文导航基准的分析与探讨

对天文导航中的基准问题进行了分析，指明了现行基准中的不足，探讨了星体基准数学模型的建立．利用星敏感器测得的星体间的夹角信息，给出了基于超定结构方程的天文星体基准定位数学模型。     

天文导航技术与机载应用研究概述

在强电磁干扰条件下，天文导航是一种不可或缺的导航手段，本文叙述了天文导航技术的发展历程、特点和分类，并着重对天文导航的发展趋势和天文导航的研究方向进行了阐述。     

航空飞行器天文自主导航定位技术

针对传统惯性/天文多星组合导航的不足和导航星选取不确定性,设计了一种基于捷联惯性/天文单星深度组合的长航时自主导航系统,通过对惯性导航和二维转台单星观测的误差特性进行建模,综合两者的优点,实现了单星观测角度和惯导解算数据的高精度融合;在高度通道方向,引入气压高度计对高度误差进行阻尼,通过卡尔曼滤波器对惯导误差进行最优估计,运用可观测性理论对系统进行分析,得到了最优导航星选取准则,有效地解决了在部分观测角度下算法性能下降的问题。仿真结果表明:该算法长时间导航定位精度优于传统算法,最优导航星选取准则有效地提高了算法的鲁棒性,具有较高的理论研究意义和工程应用价值。     

近红外导航恒星排序方法研究

天文导航具有自主性强、精度高和误差不随时间积累等优点,惯性导航系统常采用天文观测的方法来提高定位和定姿精度,全天时星跟踪器技术成为近年来国内研究的热点。近红外系统多基于 2MASS 星表产生导航星表,系统工作中需要对可观测恒星进行排序,实现对恒星的最优选择。本文阐述了2MASS近红外恒星的测星能力计算方法,利用给出的信噪比(Signal noise ratio: SNR)计算公式,对一组亮背景条件下的恒星 SNR 进行了计算,并据此进行了理论排序。 利用外场观星试验拍摄的星图,计算了恒星星点的 SNR,并按照实测星点 SNR 对恒星进行了排序。计算结果表明：导航恒星的理论 SNR 与实测 SNR 的排序结果完全一致。     

天文导航技术的发展和研究方向

本文叙述了天文导航技术的应用、特点和分类,并着重对天文导航的发展趋势和天文导航的研究方向进行了阐述,最后对天文/惯性组合系统的工作模式进行了描述和简要分析。     

现代卫星导航技术

从船只到飞机,从汽车到火车,现代交通工具的发展可谓日新月异,要想安全、快捷地到达目的地,准确、及时、便捷的导航工具是不可或缺的。导航的按原理一般分为天文导航、无线电导航、惯性导航、地磁导航等,随着空间技术的发展,人们找到了一种理想的导航工具,即利用地球卫星进行导航。卫星导航可以为陆地、海洋、空中和空间的目标提供导航定位服务,且不受气象条件和航行距离的限制,导航精度比较高,所以被广泛的运用于现代生产生活之中。本文就卫星导航技术的概念,种类和发展做出了阐述和总结,就全球定位系统(GPS)和北斗导航定位系统的原理及特点做出了分析,并对未来卫星导航技术的发展做出了展望。     

基于高斯弥散参数拟合的伪星检测

天文导航中,伪星的存在会给后续的星图识别等处理造成较大困难。为更有效地剔除星图中的伪星,提出一种结合区域面积检测和高斯参数拟合判别的复合检测算法。首先对疑似星象区域进行面积检测初步剔除明显的伪星点;再根据同一星图中星点的高斯弥散参数相同的原理对各星点进行参数拟合,对计算的弥散参数进行统计判别,进一步剔除分布与正常星点明显不同的伪星。仿真试验及结果分析验证了算法的有效性和良好的抗噪性能。     

导航技术与系统发展述评

本文介绍了无线电导航、卫星导航、天文导航、惯性导航、组合导航、综合导航、地形辅助导航、微波着陆等各种导航技术和导航系统的特点和优劣。     

郎为民1,姚晋芳2,余亮琴1,邹力1,王振义

导航系统是无人机的核心系统之一,主要用于向无人机提供速度、位置和飞行姿态等数据,引导无人机沿规划路线安全准时飞行。文章描述无人机的坐标系统,介绍INS(惯性导航系统)和GPS(全球定位系统)两种常用无人机导航系统的基本流程和应用领域,分析地图读取和天文导航等两种位置固定导航方法的工作原理,说明加速度计、陀螺仪、空速传感器和高度传感器等导航传感器的主要用途和测量指标,归纳导航系统的设计过程。     

基于超定结构方程的天体定位计算方法

在天文导航或利用天文定位对惯性导航系统进行校正时,均要涉及到天体定位计算,其中能够方便直接使用计算机进行数据计算的方法主要有直接计算方法。本文给出了基于超定结构方程的直接天体位计算方法,这在一定程度上提高了在天文导航计算的可靠性和准确性,为自动天文定位、定向计算提供了一种较为实用的方法。