经纬度相关的似均匀星表划分方法

针对传统的基于经纬度或均匀星表划分方法的不足,构建了一种经纬度信息相关的准均匀星表划分方法.以天球内接正8面体对天球表面进行第一层次剖分,在2维经纬度网格上进行三角网格划分,将划分结果映射到天球3维表面上,得到似均匀的星表划分结果.分析结果表明:该方法既能构建天球表面的准均匀分布网格,又能留存数据的经纬度信息特征,使导航星表的查询和应用效率得到提升.     

基于恒星几何构型分布的天文定位误差建模及误差特性分析

天文导航系统以天体为导航信标进行导航定位,其定位性能除了受天文测量仪器精度的影响外,和所观测天体几何构型分布亦有关联。从天文定位基本原理出发,推导建立了天文定位误差模型,分析了影响天文定位性能的因素,着重研究了恒星几何构型中恒星方位角对天文定位性能的影响,给出了在测量精度一定的条件下,可用于判别天文定位性能优劣的误差权系数k以及天文定位性能较优的恒星分布情况。仿真结果表明,所提出的天文定位误差模型可以有效用于分析天文定位性能。     

一种基于视觉的火星车自主导航方案设计

火星车的自主导航是其顺利完成火星探测任务的重要保障,是目前火星车需要亟待解决的关键技术之一。首先,对几种不同的视觉定位方法进行论述,分析了不同视觉定位方法的优缺点。然后,给出了天文导航系统的定姿原理。最后,根据惯性、视觉、天文三种导航系统各自的特点,设计了一种适用于火星车的惯性/视觉/天文自主组合导航方案,通过有机融合三种导航系统的信息,使该方案能够满足火星车在复杂环境下对长时间、远距离、高精度自主导航的要求。     

火星探测器捕获段天文自主导航方案设计

火星探测器捕获段的导航精度直接决定火星探测任务的成败。由于火星捕获点距离火星较近,火星卫星的光学观测不可避免地受到火星遮挡等因素的影响。本文针对火星探测器捕获段的飞行特点,对可用导航天体的光学可见性进行分析。在此基础上,设计了捕获段天文自主导航方案。该方案以火星、火卫一和太阳星光角距为导航观测信息,实现了对探测器位置、速度信息的有效确定。仿真结果表明,该方案能够满足火星探测器捕获段的精度和实时性要求。     

下垫面复杂地区对流层电波时延的精确实时测量

在雷达、导航、测控、GPS应用等领域，要提高电子系统的测量定位精度，必须要精确获得大气引起的电波时延参数。针对目前电波时延计算方法的缺点，提出了一种实时测量大气时延的新方法，并与其它方法进行了实际比较。实验表明：该方法具有高精度、机动、全天侯、实时性等特点和实用价值。     

基于罗兰-C导航系统的数据链方案设计

根据罗兰（Loran）-C导航系统的特点，介绍了一种Loran-C数据链。它是在Loran-C脉冲相位调制的基础上，附加一种新型脉冲位置调制，将Loran-C数据链携带报文信息，并考虑Loran-C导航易受交叉干扰、连续波干扰等的影响。为保证数据的完整性，引入CRC和RS编码。本文分析了该数据链的可行性及应用价值。     

双星导航与捷联惯导系统在快速载体组合制导中的应用研究

利用卫星导航信息修正惯导信息是一种常用的信息融合方法。以捷联惯导(SINS)为基础，结合双星定位系统的特点，为了满足高动态载体高精度定位的需求，对于所提供的导航信息要求提供对应的延迟时间。分别建立了SINS和双星系统的导航方程，分析了它们的误差组成与特性。以此为基础，把双星导航与惯导导航数据中的位置差数据建立成时变参数的时间二次多项式形式，根据它们采样周期不一致的特点，并且双星导航数据时间间隔存在一定随机性的问题，采用递推最小二乘法(RLS)对位置误差模型的参数进行估计，进而得到临近周期实时补偿的位置与速度误差函数，与SINS数据复合就得到了融合后的高精度数据。该方法不需要对于误差的先验知识有所了解。『方真结果说明了这种方法的有效性。     

激光沉积大面积均匀类金刚石膜的设计改进及实验

针对激光等离子体的边缘粒子对激光沉积类金刚石膜性能的不利影响,改进自转衬底一维变速平移技术的大面积均匀镀膜机构。利用开孔的挡板滤除等离子体边缘的粒子,同时在原有膜厚分布数学模型中加入相应的模块;通过优化模型中的机构运动参数,指导实验获得了直径200 mm的大面积均匀类金刚石膜。测试结果表明：该类金刚石膜的不均匀性为±4.5%,且膜厚分布特征与理论优化结果相同,同时纳米硬度和红外透过率较改进前显著提高;相对于改进前的大面积均匀镀膜技术,改进后的机构具有更实际的应用价值。     

地磁导航在水下航行体导航中的应用

地磁导航作为一种自主导航技术,具有隐蔽性好、稳定及精度高的特点,非常适合水下航行体使用.介绍了地磁导航在国内外的研究现状和发展趋势,对地磁数据库的获得、地磁导航匹配算法、地磁异常信息与惯性导航信息融合算法以及高精度快响应的传感器研制等关键技术进行了分析,为提高水下航行体的远程导航精度与导航自主能力提供了参考.     

基于OpenGL的舰船目标红外图像生成

文中基于OpenGL对舰船目标进行红外热像模拟，根据红外物理和传热学知识。综合考虑面元之间辐射、传导、对流以及面元与周围大气、海面、太阳之间的辐射、对流，建立较为完善的舰船目标红外物理模型，计算出舰船各部分的温度分布及辐射亮度分布。根据辐射亮度量化为灰度信息，经过建模、视点变换、环境设置等一系列处理并渲染输出红外图像，并利用双缓存技术实现动态红外图像的生成。     

星光定向的"虚拟星"方法

在星光/惯性导航及制导系统中,常需要选择某个期望位置的星光作为定向基准,但天球上不一定正巧有这样的星体存在.在采用敏感矩阵型星光敏感器时,视场中围绕这一期望位置可能出现数颗星的映象,利用这些可观测星体的坐标信息就可以间接地确定期望位置虚拟的定向基准星的准确坐标.这种方法可以避免因采用不准确位于期望位置的星体作定向基准所带来的方法误差,而且还能够利用多星观测的冗余信息减小观测随机误差.     

数字天顶仪中恒星像点轨迹的快速定位方法

数字天顶仪是一种高精度大地天文测量仪器,在进行星图识别时计算量较大,效率较低。考虑到在拍摄的恒星星图中存在着相同恒星,对恒星像点轨迹进行了理论推导,研究了星图中相同恒星的区域,并提出一种基于恒星像点轨迹的快速星图识别方法。该方法只结合星表对单个定位循环中间的一幅星图进行识别,其余星图采用该星图识别出来的恒星再进行识别,可简化恒星星表,减少了参与识别的恒星数量,使星图识别更具有针对性,从而提高了星图识别的效率和速度。试验结果表明,采用快速星图识别方法识别的恒星数量满足定位要求,且定位精度与运用恒星星表进行星图识别解算的精度基本一致。     

基于导航恒星几何分布的天文导航定姿系统误差建模及误差特性研究

导航恒星作为天文导航系统定姿的基础信息源,其空间分布对天文导航系统定姿性能存在较大影响。为有效分析天文定姿误差特性,基于天文定姿观测基本原理,采用多矢量天文定姿方法,推导建立了天文定姿误差模型,基于该模型分析了影响天文定姿性能的关键因素,并给出用于评价定姿性能优劣的误差权系数定义。以多矢量定姿中的三星观测定姿为例,采用仿真验证了所建立的基于恒星几何分布的天文定姿误差模型的正确性,该误差模型能够有效反映天文定姿的误差特性规律,为分析天文定姿性能提供了理论依据。     

星光定位的恒星优选算法及仿真

航天器高动态星光定位实验室仿真的前提是确定视场内的恒星，以便进行后续的星图模拟、星图处理和定位解算。通过对低空和高空载体恒星观测的分析和推导，运用球面天文学基本关系，提出了基于多种约束条件下的星光定位恒星优选算法，能够实现载体任意空间位置星敏感器视场内观测恒星的确定，最后通过选星程序设计和选星仿真验证了该方法的有效性。     

基于小波分析和密度估计的红移测速导航研究

基于光谱红移天文自主导航思路以及天文学领域求解红移值的方法,提出一种用小波分析和密度估计相结合的方法测飞行器红移值,进而求解速度的测速导航方法。首先采用小波变换滤除噪声并进行光谱归一化,然后采用整体阈值和局部阈值相结合的方法,提取特征谱线,用密度估计法求出红移值,最后结合天文测角信息,计算出飞行器相对于惯性坐标系的速度。采用实测的太阳光谱数据,进行了红移模拟与解算。实验证明该方法在高信噪比的情况下,计算速度快,求解结果精度高达96％,为基于光谱红移的天文导航提供一种新的速度计算方法。     

一种长航时捷联惯导系统单点综合校正方法

针对长航时捷联惯导系统的误差发散问题,提出一种基于惯性系的单点综合校正方法。采用GPS提供的位置信息和天文导航提供的航向信息构成外观测量。在建立动态误差模型过程中,利用外观测量信息对系数矩阵中的经度、纬度误差及天向失准角进行修正。相对于由惯导系统解算值确定系数矩阵的传统综合校正方法,该方法误差模型中系数矩阵的精度仅由外观测量信息精度决定,不引入惯导系统解算误差。该方法无需对载体运动进行限制,且陀螺常值漂移的估计精度不受校正间隔的影响。仿真结果表明了该方法的有效性。     

短波通信传播路径损耗分段预测方法

针对短波通信在不同通信距离具有完全不同的传播机制问题,综合考虑短波信号受电离层反射、地面吸收等环境因素的影响,建立了一个包含传播损耗、阴影衰落、多径衰落和多径时延的短波分段信道模型。在此基础上,根据短波信号在天波段和地波段的传播特性,分别研究了信道模型在相应传播距离内的传播损耗参数计算方法,以及短波电台无法正常通信的盲区范围。数值仿真结果表明,本文损耗预测结果能够体现不同传播模式下的变化情况,并与ITU实测结果基本吻合。该结论可为短波通信系统性能评估、抗干扰能力预测和通信方案优化等提供理论参考。     

小波故障检测在脉冲星组合导航中的应用

为提高基于X射线脉冲星的组合导航系统容错能力,利用小波分析方法进行故障检测,以保证组合导航系统的精度和可靠性。笔者采用X射线脉冲星导航、天文导航和紫外敏感器导航构建组合导航系统,运用小波分析技术对传感器输出信号进行故障诊断,并进行故障隔离和系统重构,最后采用联邦式滤波器进行信息融合,并以火星探测任务为例进行了数学仿真。实验结果表明：该方法能够有效检测相关传感器故障,解决了X射线脉冲星组合导航系统因故障导致的导航结果变差问题,且具有较高的导航精度,提高了脉冲星组合导航系统的容错性能和工程实用价值。