基于星敏感器原理的空间微弱小目标自动识别

复杂星空背景下,无特定标识的微弱小目标经常会阻碍航天器的飞行任务;由于目标成像尺寸小、发光特点与星点类似,无法通过常规目标识别手段进行辨识;针对该问题,利用星敏感器绝对测量的优势,提出基于星敏感器原理的空间微弱小目标识别方法;该方法利用鲁棒性较好的网格算法识别采集星图上的大部分恒星,将漏星和目标标记出来,再利用角距法加以区别,实现目标识别;通过实验仿真,完成了对含微弱小目标的具体星图的星点及目标识别,并针对过程中出现的参考星和返回目标结果的选择标准问题进行了讨论分析,验证了基于星敏感器原理的空间微弱小目标识别方法的可行性。     

星敏感器在无人作战领域的应用及发展趋势

通过介绍星敏感器技术的特点和优势,结合无人作战领域的发展现状,总结了当前星敏感器技术在无人装备中的具体应用;综合未来无人作战的特点和星敏感器的未来发展趋势,分析如何应用星敏感器解决未来无人作战模式下自主导航问题,详细阐述了星敏感器在未来无人作战中的3种应用场景,最后探讨了星敏感器在无人作战领域中的未来发展方向。     

星敏感器遮光罩的优化设计

在CCD星敏感器中，CCD像面的背景噪声严重地影响了星点提取的准确性，要降低背景噪声就必须对杂光进行有效地消除，所以CCDJ生敏感器中的遮光罩起着重要的作用，针对这一问题，对遮光罩的设计作了进一步的分析和研究。     

基于UKF的星光角距卫星自主导航方法研究

介绍了星光角距卫星自主导航的方法,该方法利用高精度的CCD星敏感器结合红外地球敏感器直接测算出星光与地心夹角(星光角距),从而实现对卫星的精确导航.通过仿真计算,比较了分别采用EKF(Extended Kalman Filter)和UKF(Unscented Kalman Filter)估计卫星位置及速度的滤波效果.结果表明,UKF收敛快,精度高.这是由于卫星自主导航系统是非线性系统,UKF利用UT变换完成时间更新,应用最小方差估计进行量测更新,不存在EKF中由于线性化而带来的较大的高阶截断误差.     

临近空间高超声速飞行器导航技术发展综述

临近空间是航天与航空业务领域的结合部,具有重要的战略价值.高超声速飞行器是遂行临近空间任务的重要平台.导航技术提供飞行器的位置、速度、姿态等关键信息,是高超声速飞行器的关键支撑技术之一.本文对比临近空间高超声速飞行器的发展历程,梳理了高超声速飞行器采用的导航技术方案;对各种导航技术运行的特性和局限性进行了探讨,分析了高...     

基于姿态四元数的SINS/星敏感器组合导航方法

分析了一种星敏感器多矢量定姿原理,在考虑了惯性元器件误差及星敏感器误差的基础上,建立了SINS/星敏感器组合导航系统模型;以模拟的实时星敏感器测量信息为基础,通过将SINS确定的载体相对惯性空间的四元数姿态信息与星敏感器输出的高精度四元数姿态信息进行信息融合,实时估计出陀螺漂移量及失准角并对SINS进行在线修正,从而达到保证SINS高精度导航的目的。最后,通过仿真验证表明了这种SINS/CNS组合反馈校正方案的可行性和有效性。     

基于惯性/星敏感器的高精度定姿方法研究

研究了利用惯性导航系统与星敏感器进行组合定姿的方法。首先,分析惯导系统和星敏感器的误差源,选取惯导系统误差作为组合系统的状态,获得系统状态方程。然后,利用惯导系统输出的飞行器位置、速度和姿态等信息来构造恒星矢量等效观测值,将其与星敏感器实际观测到的恒星矢量相减作为量测,构造出量测方程。最后,利用卡尔曼滤波技术,设计惯性/星敏感器组合定姿算法。仿真结果表明,基于惯性/星敏感器的组合定姿方法达到了6角秒的定姿精度,非常适用于空间飞行器的高精度定姿。     

影响星敏感器姿态计算精度的因素分析

星敏感器是一种完全独立和自主的姿态测量仪器,已成为卫星、航天飞机和空间站上必备的高精度姿态敏感部件.姿态测量精度是衡量星敏感器性能的一项最重要的指标之一.通过仿真数据和实验结果,分析了影响星敏感器姿态精度的各种因素,为获取高精度姿态测量精度提供理论参考.     

大视场星敏感器光学系统畸变校正方法

针对大视场星敏感器光学系统畸变较大,严重影响角距测量精度的问题,采用多项式拟合算法,对研制的星敏感器进行了畸变校正,校正后的平均角度测量误差小于1″。     

星敏感器测量导弹姿态的方法研究

建立了捷联方式下星敏感器测量导弹在惯性系中三轴姿态的模型。通过春分点时角，建立了发射点惯性系和赤道惯性系转换关系，由星敏感器像平面的星像坐标和对应的视赤经、赤纬，就可解算导弹在惯性系中的姿态。最后，给出了仿真结果。     

水下自主导航机器人系统

在水下机器人被广泛应用的背景下,能够实现水下自主导航的机器人具有极高的应用价值。为了打破水下机器人运行需要人为干预的瓶颈,更好地发挥小型机器人水下的灵活性,设计并制作了一种可自主导航的水下机器人系统。该系统机械上采用Pro/E作为三维造型软件,用快速成型设计并制造了水下机器人的主体;硬件上使用摄像头采集数据,并使用红外测距模块及电子罗盘模块实现定位功能;嵌入式软件层将传感器数据进行采集后,对数据进行相应的图像识别和处理,最终识别障碍物并做出相应动作;同时,数据和视频流可通过无线模块传送到上位机,上位机将数据接收后进行相应显示,并可直接显示视频流,方便调试的同时也可对水下环境进行实时监控。该系统实现了自主的水底避障、探测,以及自行返回出发点的完整功能,对于水下探测活动具有一定的实用价值。     

一种基于改进无迹卡尔曼滤波的自主水下航行器组合导航方法研究

针对自主水下航行器(AUV)导航系统对稳定性、精确性和实时性的需求,提出了一种基于改进无迹卡尔曼滤波(UKF)算法的捷联惯性导航系统/多普勒测速仪(SINS/DVL)组合导航新方法.通过分析中低精度组合导航系统的特点和误差模型,在系统的噪声模型为复杂加性噪声时,利用球面分布单形采样变换设计了一种简化UKF组合导航算法....     

无人机自主着陆过程中的视觉导航技术分析

为解决目前国内外无人机难以实现自动着陆的问题,对无人机着陆过程中的视觉导航技术进行研究.介绍了飞行器的降落等级和着陆阶段,分别对无人机着陆过程中的图像处理技术和位姿估计问题进行分析,重点研究着陆过程中的图像特征提取技术和位姿估计的迭代算法.研究结果表明:将视觉导航与其他导航方式相结合,发展鲁棒性好、精度高、实时性好的组合导航位姿估计融合算法将是未来视觉导航的发展重点.     

基于磁通门技术的车辆导航系统

基于磁通门技术的车辆导航系统,由航向及姿态角传感器、路程发送器和计算机组成.用于测量车辆航向角、姿态角及车辆行驶距离、解算航向角及姿态角、定位车辆、管理地图和车辆位置在地图上的显示.车辆定位采用航位推算法,在已知载体初始位置坐标时,经实时采集车辆行驶方向、车体纵倾角和车体行驶距离,将短时间内载体行驶路线视为直线,将三维行驶路线投影到平面,以此确定载体在平面内的位置坐标.     

水下航行器组合导航仿真系统设计与实现

建立了自主水下航行器SINS／DVL组合导航的实时仿真系统，给出了以PC104计算机为核心的AUV导航仿真系统设计方案，包括导航系统的基本硬件（CPU模块和扩展模块）和软件组成（惯性传感器模块、DVL和深度计、采样模块以及导航解算模块），介绍了AUV模型解算系统、组合导航解算系统、模块间通信等的设计原理。通过建立AUV数学模型的方法模拟出AUV运动参数来设计实际导航系统，避免了半实物仿真的时间、经费等耗费。仿真试验表明，模型和导航算法正确，所设计的导航仿真系统能够模拟传感器输出，并完成各种数据的采集、运算及组合导航工作方式和工作状态的转换，计算精度满足要求，方案可行。该系统可用于AUV系统的试验及性能分析，为AUV的导航定位提供保证。     

一种高精度全自主相对导航系统研究

基于陀螺寻北原理、旋转调制技术及惯导系统的误差特性,提出一种完全自主的导航系统,不需任何外界信息,可进行寻北、测定纬度和高精度的相对导航。给出了旋转调制寻北、测定纬度的原理,分析了旋转调制对导航性能的影响;计算机仿真结果表明,在没有任何初始信息的情况下,系统的方位精度可达1′,24h内的相对定位精度可达1n mile。     

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。