基于SINS/星敏感器的组合导航模式

针对利用捷联惯导系统导航的不足,提出了一种基于捷联惯导系统/星敏感器的新组合导航模式,来提高飞行器导航的精度和速度.利用星敏感器得到恒星星光矢量在星敏感器CCD光敏面上的星像点及其在导航星库中对应的坐标值,然后分别进行坐标变换得到星光矢量在数学平台坐标系和地理坐标系中的坐标角度值.以Kalman滤波为基础,将所得到的星光坐标角度值和姿态角速度进行数据融合,估计出组合导航系统的误差状态量,进而修正捷联惯导系统的位置、速度和姿态角参数.详细推导了SINS/星光的组合导航算法,并通过仿真证实了该方案可提高导航系统的精度和速度,有较好的容错性和环境适应性,具有实际使用价值.     

CCD太阳敏感器精度标定方法

介绍了CCD太阳敏感器的工作原理,对CCD太阳敏感器的误差进行分析,采用分段拟合的方法进行CCD太阳敏感器的精度标定.     

适用于嵌入式星敏感器的导航星定位算法研究

介绍了星敏感器的基本工作原理,分析了恒星能量在星图的分布特点,结合星图的特点提出了嵌入式星敏感器导航星点识别定位方法。按照处理顺序,阐述了导航星阈值确定、连通性分析和内插细分等其中各步骤算法。并用星敏感器通过导航星角距标定新方法对该方法进行了定位精度检测,取得了较为满意的结果。     

针对射频相对测量敏感器的快速标定方法

在卫星编队飞行系统中,射频（radio frequency,RF）相对测量敏感器能够完成两颗卫星的相对位置和姿态的测量,为了验证其测量精度,提出了一种基于激光跟踪仪的快速标定方法.在标定过程中,针对拟合坐标原点和坐标轴产生误差较大的问题,提出了一种基于最小二乘拟合球体和圆的方法,分别确定坐标系的原点和坐标轴;利用坐标系间的固有关系设计了相对坐标系的快速转换方法.在飞行器模拟平台进行验证,实验结果表明,拟合坐标系原点均方根误差为0.120 764 mm,拟合坐标轴轴向的均方根误差为0.157 138 mm,坐标系转换误差的范围为0.30~0.75 mm,能够满足敏感器毫米级定位精度的标定要求.      

基于星敏感器双矢量观测信息的卫星姿态确定算法研究

针对三轴稳定卫星,研究基于星敏感器双矢量观测信息的卫星高精度姿态确定算法。建立了姿态运动学模型、敏感器测量模型、QUEST算法模型和扩展卡尔曼滤波(EKF)模型。对比分析了QUEST算法以及星敏感器与陀螺组合的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法的定姿精度。通过数学仿真,表明基于星敏感器和陀螺的扩展卡尔曼滤波组合姿态确定算法具有更高的定姿精度。     

太阳敏感器输出误差测量装置研究

设计完成了一种太阳敏感器输出误差测量装置,其原理简单、成本较低,可以满足大部分太阳敏感器地面测试测量精度的需求。太阳敏感器是卫星动态模拟器敏感器部件的重要组件之一。太阳敏感器输出误差测量是卫星动态模拟器研制和实验操作的一项重要的前期工作,精确测量太阳敏感器误差对以后的理论计算和仿真实验有重要意义。太阳敏感器主要通过测量太阳光线与卫星某一体轴之间的夹角,确定太阳在敏感器本体坐标系中的位置,通过坐标矩阵变换得到太阳在卫星本体坐标系中的位置,最终在卫星的姿态控制系统中求出卫星姿态,即卫星的空间方位。提出了一种新的基于ARM7单片机的数字太阳敏感期输出误差测量装置设计方法。采用高精度数字式二自由度电动转台作为测量装置的基台,用于改变输入角度。采用ARM单片机控制器控制转台的转动角度和转动速度;采用专用的太阳模拟器作为太阳敏感器的输入光源;太阳敏感器的输出角度通过无线模块传送至PC机进行输出处理操作。对比转台角度和太阳敏感器的输出实测角度,可以得到太阳敏感器的输出误差曲线。本测试系统误差来源较少,主要为动力学转台的运动误差和太阳模拟器光源误差。转台的运动控制精度为0.00125mm/(°)。理想情形本装置的测量精度为角...     

弹载星敏感器太空光环境研究

分析弹载星敏感器对星空成像时的太空光环境.运用普朗克黑体辐射定律,估算杂散光(太阳光、月亮光、地气光)在星敏感器工作高度处的辐照度;计算任意时刻星敏感器光轴与杂散光之间的夹角;综合考虑遮光罩的抑制杂散光作用,建立弹载星敏感器太空光环境的实时模型.仿真结果表明,星敏感器光轴与杂散光之间的夹角与实际情况吻合,该模型能够方便实时地估算弹载星敏感器的太空光环境,可为确定星敏感器的选星策略和导弹发射窗口提供依据.     

一种基于天体运动学的星敏感器精度测量方法

星敏感器是目前应用在航天飞行器中精度最高的姿态测量器件,因此其精度的标定显得尤为重要。该文提出了一种基于天体运动学规律的星敏感器精度测量方法,利用地球自转的精密性,将星敏感器与地球固连,对天顶邻域拍摄星图。同时将存储在星敏感器内的导航星表由J2000.0坐标系在考虑恒星自行、岁差、章动及地球自转影响后变换到地固坐标系,经过星点提取、星图识别和姿态解算,得到星敏感器俯仰、偏航和滚转三轴在地固坐标系中的变化,根据统计规律得出星敏感器的指向精度和滚转精度。该测量方法方便易实施,可以避免传统测试方法操作复杂、需要精密转台和星模拟器的困扰,测量精度满足星敏感器要求,具有准确性和真实性。     

星敏感器中的图像预处理技术

详细论述了星敏感器中的图像预处理技术.分析比较了星图的噪声和信号的不同特点,并给出了星像光斑灰度分布的数学模型;在恒虚警率条件下,确定了恰当的图像二值化阈值;采用质心法和其改进算法求恒星的质心位置,提高了精度;采用子窗口技术,提高星敏感器的动态性.     

一种基于星敏感器的自主导航方法

由于惯性器件存在漂移,很难进一步提高采用惯性设备提供水平基准来实现星敏感器自主导航精度;而由于大气模型不精确,很难进一步提高利用星光折射来实现星敏感器自主导航的精度。为此,本文提出根据星敏感器的识别结果以及激光水平测量部件分别测量星敏感器的两个像平面轴来实现星敏感器自主导航。外场实验结果表明:采用本文的方法来实现星敏感器自主导航不仅能为载体提供角秒级精度的三轴姿态,而且能为载体提供角秒级的载体经度和纬度,所以该系统为载体提供了高精度的导航信息。     

基于MEMS的智能集成汽车传感器的研究

随着汽车传感器的迅速发展和MEMS技术的深入研究,基于MEMS技术的汽车传感器具有广阔的应用前景.本文从传感器原理、MEMS技术理论与制造工艺、智能传感器理论与控制算法、软件与硬件实现、以及集成原理与工艺等几个方面,综合运用MEMS技术、人工智能、信息融合、半导体加工等先进技术,研究基于MEMS技术的智能集成汽车传感器问题.最后对MEMS汽车传感器今后的发展研究进行了探讨.     

一种星图中星的提取方法

在分析星图中的星像和小目标图像中的小目标像的共性的基础上，提出了一种将高通滤波和动态阈值相结合的星图中星的提取方法，来完成星图处理过程中较为耗时的星图提取工作．即滤波后先确定阈值，再通过高通滤波提取图像的候选点，由于虚假目标太多，需要通过动态阈值对候选点进行二次提取．仿真结果表明：这种方法与矢量法相比，当不给星图加背景噪声时，两种方法提取精度相当．一旦给星图加上噪声，矢量法的提取精度迅速下降，提出的方法的提取精度远远高于矢量法，而提取时间却与矢量法相差无几．因此提出的方法表现出较强的抗噪能力。     

采用核Rayleigh商二次相关滤波器的星图自适应杂波抑制

为了实现星图中弱小星点目标的检测,提出了一种基于核Rayleigh二次相关滤波器（KRQQCF）的星图自适应杂波抑制方法.采用星图模拟方法随机产生视轴指向,根据二维高斯模型产生训练样本,提取改进的加速鲁棒特征(SURF),通过训练学习构建KRQQCF.为了快速检测目标,对待测图像首先用频域残差法检测星图中星点可能存在的显著性区域,然后提取该显著区域改进的5维SURF特征.最后,通过KRQQCF识别目标,有效抑制杂波及噪声,提高星图的信噪比.实验结果表明,该算法快速、有效、可靠.
     

面向移动传感器网络的自适应一致性融合估计方法

研究了具有时延和通信拓扑变换的移动传感器网络（MSN）分布式融合估计问题.结合无色信息滤波、自适应一致性算法并考虑通信时延而设计的基于自适应一致性的融合结构,提出了一种名为基于自适应一致性的分布式无色信息滤波（AC_DUIF）的分布式融合估计算法.以空中移动传感器网络跟踪移动目标为例,通过仿真验证了所提算法的性能.仿真结果表明,该方法能够在以分布形式提高网络中各节点对目标位置估计精度的同时,保证节点之间的一致性,并具备对网络通信延时的适应能力.     

基于IAPIT的无线传感器网络定位算法研究

无线传感器网络的应用领域涵盖军事、医疗、环保以及交通等。由于涉及到体积、功率和成本一些因素的限制,现在流行的全球定位的系统和无线传感器网络的节点定位并不配套。所以,探讨符合无线传感器网络的定位算法有着广泛的实际应用价值和非常重要的理论价值。研究了无线传感器网络中IAPIT的定位算法,就不一样的节点通信半径和锚节点比例,仿真比较探讨APIT算法和IAPIT算法的性能。从实验可以看出,IAPIT算法和APIT算法比较,大大增加了定位覆盖率。无线传感器网络的定位精度基本能够满足应用的需求。     

曲线拟合在核探测器信号幅度提取中的应用

研究数字化核探测器输出脉冲信号的幅度提取问题.根据闪烁探测器的电路特性,推导了其脉冲信号理想曲线方程.综合利用三和值法、最小二乘法、试探法等方法,设计了该理想曲线拟合算法.由脉冲信号采样点数据,通过曲线拟合,计算出曲线的极大值,该值即为闪烁探测器输出脉冲信号的幅度.正反演数据结果对比表明,采用曲线拟合算法提取闪烁探测器输出脉冲信号幅度,其方案可行,计算结果更准确.相较于数字滤波和数字脉冲成形方法提取核探测器输出脉冲幅度,该算法更简单,对仪器的硬件处理速度要求更低.该方法开辟了核探测器脉冲幅度提取的新途径.