土星及其卫星CCD位置精确测定的图像处理方法

在克服前人图像处理技术缺陷的基础上, 我们成功试验出一种基于土星光环边缘检测的处理技术来精确测定土星位置的方法, 并进一步实施了对土星本体和光环产生的晕的处理. 因此, 可以获得更多的机会来精确测量离土星本体和光环很近的土卫1(Mimas)和土卫2(Enceladus)的位置. 利用中国科学院云南天文台1 m望远镜3个晚上观测的127帧CCD图像实际测量表明: 土星光环几何中心位置的测量与其主要卫星(土卫3~6)位置的测量具有同样好的精度, 单次测定的标准误差优于±0.05″. 新的图像处理技术将对CCD子午环观测土星位置以及长焦距望远镜观测土星暗卫星位置均有重要的推动作用.     

《纪元历》五星定合算法及其精度研究

考察了《纪元历》五星定合算法,构建了五星定合算法的数学模型,分析了《纪元历》五星定合算法的合理性,计算了《纪元历》五星定合算法的精度,木星、火星、土星、金星和水星的定合时刻误差的绝对值平均值分别为0.92,1.20,0.81,1.00和3.93日,定合时刻五星地面视赤经误差的绝对值平均值分别为木星0.54°,火星1.05°,土星0.59°,金星1.02°,水星4.18°.木星、土星定合算法的精度较高,火星和金星次之,水星最低.《纪元历》五星定合时刻及位置误差曲线呈现出有规律的波动,其波动周期约为行星和地球绕日公转时间的最小公倍数.     

高轨空间碎片图像定心算法的比较

数字图像定心算法的使用对天体测量的最终精度有着重要的影响.高轨空间碎片的光学观测中,受观测方法影响,目标星像存在较严重的退化,影响了星像质心的计算.针对常用的四种图像定心算法:修正矩方法、一维Gauss拟合、二维Gauss拟合和中值法,利用空间碎片的实测图像进行了实验.通过比较天文定位结果与精密星历参考值,分析了不同方法的计算精度,以及不同阈值对结果的影响.实验表明,对于高轨空间碎片的退化星像,中值法计算的赤经位置精度最好,其余三种方法计算的赤纬精度较高,对于Gauss方法,无阈值能获得比较好的计算精度.     

基于VLBI数据的深空探测器精密三向测速及应用

本文研究了深空探测器信号基于软件锁相环的三向多普勒测速技术及传播介质误差校正方法,完成了对中国VLBI网接收的嫦娥三号X波段测控主载波信号的三向多普勒测量,精度达到0.64mm/s.测量结果被成功用于嫦娥三号的联合定轨,距离与三向多普勒速度定轨后残差的均方差分别为0.41m与0.55mm/s.获得的星历与参考精密星历位置均方差为17m,速度均方差为17mm/s,在参考精密星历内符精度以内.该技术还被用于基于欧洲火星探测器MEX地面观测的行星际闪烁研究.在高、低太阳倾角下,测量的频率与相位与欧洲联合VLBI研究所的结果一致.测量结果明确反映出太阳风等离子物质对MEX测控信号频率与相位的影响.本方法将用于我国未来深空探测与无线电科学研究.     

基于超分辨率重构的航天器位置姿态测量方法

航天器间相对位置和姿态的确定是实现航天器编队飞行的重要基础.为了解决航天器相对位置姿态的远距离测量精度问题,该文提出了基于超分辨率重构技术的测量方法.介绍了由单帧图像求解相对位置姿态的测量原理,研究了图像传感器退化成像模型和基于该模型下的图像配准算法,给出了超分辨率图像重构算法及其算法流程.利用地面试验原型系统的实际测量数据对算法进行了验证,试验结果表明该方法大大提高了高精度测量距离的范围,有效解决了航天器间相对位置姿态的远距离测量精度及稳定性问题.     

基于机器视觉和激光测距的输电线故障定位

结合定位技术和激光测距技术,提出了一种基于机器视觉的电力巡线故障定位新方法.通过无人机搭载可见光相机进行巡线拍摄,将航拍图像实时传回地面站进行处理.采用数学形态学的图像处理方法和模式识别方法进行故障检测与识别.通过惯性测量系统进行初步定位,得到无人机的经纬度坐标.利用无人机机载激光测距模块,测量故障点到无人机的距离来修正坐标.最后,经过空间大地坐标系和空间直角坐标系的变换,以及两个空间直角坐标系的基准转换,计算出了故障点的准确位置,并且很大程度地提高了定位的准确性,其空间直角坐标测量精度可达0.11m.     

一种提高视频车速检测精度的方法

通过对基于虚拟线的机动车视频测速方法的精度分析,提出了一种提高测速精度的方法.该方法在车道上定义一个矩形检测区,该检测区在视频图像上呈现出梯形,采用二维图像标定方法将梯形图像区域中任意一点的图像坐标准确地映射为检测区内对应点的地面坐标.通过在车辆经过检测区的视频图像中选取适当的图像帧,可以获得车辆的位移及对应的时间间隔,从而获得较高精度的速度测量结果.     

GPS测量中的坐标系统及其转换

在GPS测量中通常采用两类坐标系统,一类是在空间固定的坐标系统,另一类是与地球体相固联的坐标系统,也称固定坐标系统。如：WGS-84世界大地坐标系和1980年西安大地坐标系。在实际使用中需要根据坐标系统间的转换参数进行坐标系统的变换,来求出所使用的坐标系统的坐标。这样更有利于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果,因此在GPS测量中得到了广泛的应用。     

脉冲星计时模型参数的测量精度分析与估计

脉冲星计时模型参数的精确测定是脉冲星计时应用的基础.脉冲星计时模型包含几何的、物理的、轨道的等各种效应.我们主要分析了一些位置、自行、视差等几何效应的误差以及双星轨道模型误差引起的计时残差.本文将地球公转视为椭圆轨道,在黄道坐标系里得到了一般性的结论.基于此,我们给出了估计这些模型参数理论测量精度的解析表达式,得到了一些模型参数测量精度对黄纬的依赖关系.尤其是对于视差测量精度的估计,得到了与以前的工作显著不同的结果,这对于实际观测中脉冲星的选择具有参考意义.     

透明薄膜水中悬浮位置姿态的视觉测量技术

该文利用水和薄膜的不同反射率,对测量透明薄膜水中悬浮的位置姿态进行研究。采用单色激光器配合对应波长的滤光片进行采集图像。采集到图像后,使用V isual C++开发的图像处理程序,对图像进行进一步的处理。图像处理的主要步骤分别为:阈值分割;黑白二值转化;提取轮廓并用坐标形式表现。     

捕获跟踪水体地标的飞行器导航定位方法

提出了捕获跟踪水体地标的飞行器导航定位方法.根据水体在红外图像中的统计特性,检测水体地标并对其进行跟踪.跟踪地标时根据飞行器连续3个相邻采集位置的测量数据解算出飞行器与地标间的斜距,获得飞行器在地标坐标系中的坐标,然后经过坐标转换确定出飞行器的大地坐标,并对惯性导航系统进行误差校正.实验结果表明,该方法能有效地提高飞行器导航精度.     

ENSO循环与行星位置的相互关系Ⅱ:行星视赤经与赤道东太平洋海温的联系

 利用通用天文软件SKYMap Pro Version 8提供的大行星冲日资料和计算得到的各大行星视赤经资料,分析了行星相对位置与ENSO之间的相互关系,结果发现两者之间存在明显联系,主要有:三大行星(火、木、土)在3月冲日,有利于在当年发生EL-Nino事件,且火星和木星对应的事件持续时间都较长,特别是木星3月冲日与1990s以后的2次EL-Nino群发期有很好的对应,与土星对应的事件持续较短.火星和木星在8月冲日有利于次年发生EL-Nino现象,土星则不明显.火星和木星在9月冲日容易在当年发生LA-Nina现象,而土星在9月冲日的头一年易发生EL-Nino,次年易发生LA-Nina.对行星的视赤经与赤道太平洋海温关键区之间相互关联的非偶然性检验表明,只有木星和土星存在相关区.木星视赤经相对于Nino 4海温距平大于0的概率呈现偏心结构,并存在2个奇对称区域;土星的对应区相对比较均匀,存在3个偶对称区域,且彼此相差60°,在空间上构成六角型结构.     

一种新的三维CT扫描系统投影坐标原点的高精度测量方法

针对实际的三维CT扫描成像系统射线源焦点和探测器成像面的位置不能直接测量的问题,提出了一种简单易行的投影坐标系原点位置精确测量方法.利用双圆目标体二次成像获得的DR(Digital Radiography)图像,配合图像、图形处理方法和最小二乘拟合技术求取不同成像位置下的目标体圆心投影坐标,然后求解方程组得到投影坐标系的原点坐标.实验结果表明,所提出方法的测量精度达到了实际扫描系统的重建要求,并且实现简单、具有较强的抗噪能力.     

脉冲星PSR J1224-6407的偏振、频谱和到达时间的研究

使用澳大利亚帕克斯射电望远镜对PSR J1224-6407进行了3个波段的研究，观测数据的时间跨度约10 a. 3个波段观测中心频率分别为732、1 369 MHz和3 100 MHz.将测量得到的流量密度与文献中的频谱数据相结合，得出脉冲星的频谱特性.用简单的幂律谱模型对频谱进行了拟合，得到谱指数为-1.45.用PSRCHIVE软件得到3个频率下平均脉冲轮廓和偏振观测结果，脉冲总强度、圆偏振、线偏振和偏振位置角曲线随频率表现出了不同的变化.在1.4 GHz的频率下，分析了脉冲星的计时残差，更新了脉冲星的位置、自转周期和周期导数等基本参数.     

资讯

正1土星卫星探寻外星生命新进展据美国媒体报道,意大利和美国行星科学家称,在土星的最小卫星之一土卫二(Enceladus)的一片冰面下方发现了大片液态水,其规模和地球上最大的湖相当。报道称,这是太阳系外围或适宜生命存在的又一证据。美国国家航空航天局的"卡西尼"(Cassini)号探测器对土卫二进行重力测量后发现了该片湖水,卡西尼号过去10年中穿越于土星的多颗行星之间。科学家将此次研究结果刊登     

坐标网格立体视觉测量中的图像匹配技术

利用立体视觉技术，实现对板料成形分析中应用的大批量坐标网格的变形进行无接触自动测量与分析，以减少工作量并提高测量的速度和精度．主要针对圆形坐标网格变形的立体视觉测量中的图像匹配技术进行了研究．在对网格图像进行特征提取与编码的基础上，实现网格单元的子域匹配，并通过对摄像位置进行预约束，建立起左右对应像素点纵向图像坐标间的约束关系，从而实现左右图像特征点的快速准确匹配方法．该方法程序实现简单，匹配结果可靠，无二义性，可推广应用于其他具有相似结构特征的三维图像的立体匹配中．     

测量雷达空间标校目标精密测量及精度分析

在测量雷达空间标校目标时，采用固定觇牌作为观测标志。为获得标志的绝对位置和标志之间较高的相对精度。采用GPS-C级进行平面控制测量，采用二等水准进行高程控制测量，采用高精度全站仪极坐标法和边角前方交会法进行标志的坐标测量，采用对向测距三角高程联合二等水准进行标志的高程测量。精度分析和实际应用表明；观测成果是可靠的，采用几种精密测量方法联合进行，可以满足观测标志的高精度要求。     

利用星间双向测距数据进行北斗卫星集中式自主定轨的初步结果分析

自主定轨是导航卫星自主导航的重要任务,是指在地面运行控制系统不可用的情形下,利用星间测距维持导航系统星历的自主更新.本文利用北斗新一代导航试验卫星搭载的Ka波段星间双向测距数据,进行集中式自主定轨试验.首先给出了星间双向测距数据的处理流程和数学模型,并分析了星间双向测距数据的测量特性.结果表明星间双向测距数据是一种高精度的距离测量.将星间双向测距数据用于定轨处理,残差标准差小于1 0 cm,均值好于1.0 cm,解算的设备零值稳定度好于0.2 ns.分别利用重叠弧段比较、用户等效距离误差评估和激光残差等方式评估了自主定轨的精度.结果表明,在一个地面锚固站支持下,自主定轨得到的卫星轨道径向重叠弧段互差优于6 cm,预报2 4 h径向重叠弧段互差优于1 0 cm.2 4 h预报轨道用户等效距离误差为0.4 3 m,优于L波段预报轨道的0.76 m,激光残差优于1 0 cm.星间链路对地观测为自主定轨提供空间基准,避免星座的整体旋转.本文讨论对地测量时长对自主定轨的影响.结果表明即使星间链路对地观测的截止高度角为60°,自主定轨结果和2 4 h预报轨道径向误差优于10 cm,三维位置优于1.5 m.     

一种丝传动柔性手术器械的运动精度检测方法

自然腔道手术是经过自然体腔进入人体进行诊断的一种新型手术模式,手术过程中使用的柔性微创手术器械的运动精度检测对术中操作质量具有重要意义.在复杂的自然体腔环境下,针对丝传动柔性手术器械存在末端控制不稳、腔内操作受限的问题,提出了一种非接触式运动精度检测方法.该方法以自然腔道手术器械为研究对象,基于光学成像原理及图像处理方法检测手术器械的位置信息,具有通用性和易操作性.在此基础上进行固定角度摆动的单目运动精度检测实验,发现获取目标的位置坐标具有分布趋势,因此在单目检测的基础上,增加光轴垂直布置的相机,改进了获取目标位置坐标的计算方法,搭建采用双摄像机的优化测量实验平台.与单目视觉检测相比,优化实验水平方向的平均精度从±1.19 mm提升到±0.85 mm,方差从0.04减小为0.02;竖直方向的平均精度从±1.28 mm提升到±0.90 mm,方差从0.07减小为0.04,说明测量结果彼此波动的程度减小,可以直观地对器械运动精度进行评价.最后,通过提出精度影响指标w验证了图像处理过程的稳定性;通过全局误差点分布箱图说明了改进后的算法对相对误差点的集中化,进一步说明此方法优化提取数据,对运动精度检测具有可行性.     

基于局部单应性矩阵的结构光系统标定研究

在基于结构光测量系统中,投影仪标定对物体的三维测量精度有着直接的影响。通过投影仪投射多幅正交格雷码至棋盘格标定板表面,利用未标定摄像机获得受棋盘格标定板调制的变形格雷码条纹图像,通过局部单应性矩阵方法获得棋盘格标定板各角点所对应的投影仪图像坐标。根据摄像机图像坐标、投影仪图像坐标与棋盘格标定板角点对结构光测量系统进行标定,获得摄像机与投影仪的内参数矩阵以及投影仪图像坐标系在摄像机图像坐标系的位姿矩阵。最后对结构光测量系统进行了标定实验;并使用Samuel Audet标定工具箱、Douglas Lanman标定工具箱与提及的标定方法进行标定误差对比。实验结果表明该方法操作简便,精度高,能较好地标定结构光测量系统参数。