基于星像位置误差估计星敏感器姿态角偏差的方法

利用传统的反正切法估算星敏感器测量姿态角偏差时,存在因计算量大干扰算法实时性等问题。针对上述问题,文中提出了根据星像位置误差直接估算星敏感器姿态角偏差的方法。通过分析星敏感器姿态测量原理,推导出星敏感器姿态角变化量对星像位置影响的数学关系式,进而在小视场条件下,得到星像位置误差与星敏感器姿态角测量偏差的公式。该公式计算过程简单,避免了大量的反正切计算。仿真结果表明,在相同的仿真实验条件下,该方法的计算时间比传统方法缩短了近四分之一,且该方法的计算精度也优于传统的反正切法。理论推导和仿真实验说明该方法具有计算量小、实时性好且精度较高的优点,具有一定的工程应用价值。     

位置批示光源对PSD定位精度影响的实验研究

简单介绍了ＰＳＤ在国内外发展的研制动态，并就位置批示光源对ＰＳＤ定位精度的影响进行了实验研究。实验证明：在位置测量时，批示光源强度波动对ＰＳＤ定位精度并非像一般理论所认为的即样没有影响，人是在特定范围内没有影响或影响甚微。同时，实验表明，光源的光斑大小、形状对位置精度也有一定的影响。     

星敏感器定位精度噪声影响因素研究

基于矩心算法建立了星敏感器定位精度模型,从理论上分析了星敏感器定位精度的主要影响因素,推导出温度、积分时间和开窗大是影响星敏感器定位精度的主要因素,利用所研制的ST-1型星敏感器,通过实验定量地测试出了不同的温度、积分时间和开窗所带来的定位精度误差,并选择实验所得到的参数,通过ST-1型星敏感器进行野外实测,实测结果证明合适的温度、积分时间和开窗大小是获得高质量定位精度的前提.     

用亚像素技术实现集成块引脚位置偏差的测量

对引脚边缘轮廓进行提取 ,采用亚像素细分的方法 ,使引脚边缘测量精度达到亚像素级 ,并利用三次样条插值拟合出引脚边缘灰度的分布函数 ,实现了引脚边缘位置的精确定位。实验证明 ,该方法能够达到集成引脚位置偏差 3°的工业检测指标     

海洋垂线偏差对海基站空间目标定位精度的影响

在处理海基站跟踪空间目标的测量数据时,需要将瞬时站址惯导地平坐标系(垂线坐标系)转换至当地法线坐标系,这一过程需要使用当地重力垂线偏差数据。因航天远洋测量船深处远离大陆的大洋,缺少所需的垂线偏差数据,因而常将垂线坐标系当成法线坐标系使用,从而对海基站目标空间定位精度产生了影响。在发射坐标系和J2000地心惯性坐标系下,分析了考虑和不考虑垂线偏差因素的模型差异,并且对发射段、运行段等不同飞行高度的空间目标进行了定位精度仿真计算,给出了垂线偏差对空间目标定位精度影响的初步结论。结果表明,当垂线偏差横向、纵向分为10＂时,空间目标定位精度的影响最大能达200 m。因此,数据处理时必须对测量数据进行海洋垂线偏差修正。     

基于固定点平滑的CNS/INS一体化偏差标校方法

CNS/INS 一体化偏差是制约组合导航系统精度的重要因素,本文提出一种基于 Kalman 固定点平滑的惯性/天文组合导航系统一体化偏差估计方法。在常规 Kalman 滤波估计流程的基础上,充分利用量测期间的全部观测值对滤波状态参数进一步平滑处理,实现状态参数的最优化估计。仿真结果表明,相比常规 Kalman 滤波算法,该方法可有效提升滤波器状态参数估计的稳定性和精度水平,方法的有效性得到验证。     

CCD噪声对星敏感器星点定位精度的影响

星点测量精度是表征星敏感器精度的一个重要指标,影响该精度的主要因素有：光学系统误差、图像传感器的噪声、电路噪声及软件算法等。图像传感器的噪声对星点定位精度的影响是不容忽视的,但很少对此进行研究。针对某给定参数的星敏感器,对TH7890M CCD图像传感器的各项噪声进行了定量计算;基于亚像素细分质心算法,针对各噪声的分布特点及规律,分别推导出各自的均方根误差,综合各项误差得到CCD噪声的星点定位精度模型。计算结果表明TH7890M CCD的主要噪声有读出噪声、光子散粒噪声和光响应不均匀性引起的随机噪声;影响星敏感器星点定位精度的主要噪声是读出噪声和光子散粒噪声;对6等星进行星点位置的估计,CCD噪声达到了1/40像素的精度水平。     

采用三线位置敏感探测器定位模型分析光斑对定位精度的影响

在实际测量中,由于光斑具有一定尺寸和不对称性,在很大程度上影响了位置敏感探测器(PSD)的定位精度.根据激光光束高斯能连续分布的特征,建立了一种三线PSD定位模型,可以根据光斑的形状解算出该光斑特征状态下的定位误差.实验验证了该PSD定位模型的有效性.在激光三角测量法中采用该定位模型可以很好地补偿由于光斑自身不均匀性、传输过程中光斑尺寸变化以及激光与待测物体互作用产生的散斑所引入的定位误差,有效提高测量精度.实验中可以补偿的误差达到0.07 mm.     

基于CCD图像的太阳质心位置检测

设计了一种基于CCD图像传感器的太阳定位技术,利用CCD摄像头实时的采集太阳的图像,通过USB接口与计算机相连,提取连续图像帧,采用维纳滤波、迭代阈值法、边缘检测算子、改进的最小二乘圆拟合算法等,对太阳图像进行了轮廓提取和质心位置计算,太阳检测定位精度达到0.001°,从而达到更高精度、更快速度的太阳质心定位的目的。为后续驱动伺服电机调整高度角和方位角,最大限度地获取太阳能做了更加充分的准备。最后实验仿真成功。     

高分七号卫星激光测高仪光斑质心位置变化分析

高分七号卫星搭载了我国首个具备全波形记录能力的对地观测激光测高仪,可以大范围地获取高精度三维坐标,其定位精度高度依赖于激光指向角的测量精度.针对数据特点,提出了一种阈值约束的椭圆拟合光斑质心提取算法,并建立了长周期指向角稳定性监测与分析系统.首先,用阈值法确定激光光斑轮廓的边缘;其次,通过腐蚀操作消除孔隙、噪声的影响;...     

基于激光位移传感器的3维位置测量算法研究

为了实现空间高微重力主动隔振系统反馈控制回路设计,采用6个激光位移传感器对隔振平台上3个正交的定位面的位移进行测量,实现对其3维位置和姿态的解算,并给出了推导过程,通过数值仿真,实验验证了有效性,同时对于解算过程中的误差来源与其对解算结果的影响进行了分析,给出了误差影响因素与解算误差之间的关系。结果表明,此3维位置和姿态的解算算法能够准确地解算出隔振平台的3维位置和姿态,且理论解算误差在30μm以内。此研究对基于位移测量的反馈控制回路设计有一定的实用价值和发展前景。     

位置敏感探测器测量准确度的研究

为了研究噪声光对位置敏感探测器测量准确度的影响,首先对3种噪声光进行了描述,然后运用方差分析法建立了位置敏感探测器测量准确度的数学模型,并对系统的误差进行了分析。结果表明,实验数据和计算数据是一致的,此实验结果证明了该数学模型的正确性。     

Impact of edge effects on charge-packet-splitting accuracy

The dependence of charge-packet splitting on signal charge-packet size has been investigated. Error sources that affect the accuracy of the splitting techniques have been identified. Dummy barriers are effective in compensating for some of these error sources. The contribution of these error sources to the splitting accuracy has also been determined by modeling the cross section of a CCD along the width of the register. Simulations show that the channel width modulation due to signal charge-packet size and process bias is a substantial error source.     

Modelling the centroid and charge density in double-gate MOSFETs including quantum effects

An analytical model for double-gate metal–oxide–semiconductor field-effect transistors considering quantum effects is presented in this article. The variational method is used to solve the Schrodinger–Poisson's equation. The simple and accurate mathematical expressions for centroid and inversion charge density are obtained. It is seen that the minimum energy of the sub-bands and the inversion charge density decreases as the silicon thickness of the device increases. The analytical results obtained from the proposed model are compared and agreed well with a device simulation tool named SCHRED.     

ATP跟瞄系统中位置敏感探测器测量精度研究

为满足星－地量子通信中 ATP 跟瞄系统对二维位置敏感探测器（PSD）的精密性、实时性、可靠性的要求,基于 LabVIEW 设计了 PSD 精度测量与误差修正系统。首先,采用驱动平台带动激光光源,通过扫描 PSD 光敏面,获得电压值并计算出光斑位置,分析非线性成因,采用多项式拟合法建立实际值与测量值间的数学模型,得到非线性修正函数。然后,结合光学三角测量对被测物体进行微位移和角度测量,并对测量结果进行误差修正。实验结果表明,经过修正后 PSD 位置误差显著减小,满足系统对 PSD 的需求,通过 LabVIEW 软件编程提高了系统的测试效率。     

Weighted centroid localization based on compressive sensing

To solve the problem of estimating the locations of sensor nodes in wireless sensor networks where most nodes are without an effective positioning device, a novel range-free localization algorithm—weighted centroid localization based on compressive sensing (WCLCS) is proposed. WCLCS makes use of compressive sensing to get decomposition coefficients between each nonbeacon node and beacon nodes. According to these coefficients, WCLCS algorithm decides the weighted value of each beacon node for Centroid and estimates the locations of nonbeacon nodes. The simulation results show that WCLCS has better localization performance than LSVM.     

基于位置敏感探测器的微位移测量关键电路设计

位置敏感探测器PSD(Position Sensitive Detector PSD)具有位置分辨精度高(可达1～2μm)、输出实时性好(响应时间约几微秒)、系统简洁的特点,在位置探测及相关领域内获得了广泛的应用;但PSD的输出信号小,易受到电路噪声的影响,若要充分发挥其性能,则需要高精度、高稳定度、低噪声的测量电路。针对PSD这种较高的使用要求,通过对其等效模型的分析,找到了影响位置分辨精度的主要因素,并提出了一种新形式的测量电路,减少了测量电路级数,降低了电路的噪声以及测量电路内部的漂移,同时具有对位置测量非线性的校正功能。采用上述原理以S1880PSD建立的位置测量系统的位置分辨达到2～3μm。