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星图识别算法的研究与应用

专 业: 导航、制导与控制
关键词: 星敏感器 星图识别 姿态确定
分类号: V442.22
形 态: 共 60 页 约 39,300 个字 约 1.88 M内容
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内容摘要


采用星敏感器确定卫星姿态是现行方法中精度最高的。

跟其它姿态敏感器相比,星敏感器还具有自主性强,无姿态积累误差和快速的故障恢复能力等优点。

星图识别是星敏感器研制过程中的关键技术之一。

现已有很多成熟的算法,其中以星对角距识别和三角形算法应用最为广泛。

本文介绍了星敏感器的发展和现状,并对现有的星图识别算法进行了分析,提出了多三角形算法,并进行了仿真。

主要工作有以下四个方面:1.全天区星图识别算法是星敏感器研究的热点之一,本文针对三角形算法特征维数低,容易出现冗余匹配和误匹配这一缺陷,提出了多三角形算法。

跟三角形算法相比,多三角形算法的正确识别率得到了很大的提高;跟多边形算法相比,多三角形算法导航星数据库的制定是基于三角形的,多边形算法导航星数据库的制定是基于每颗导航星的,从而多三角形算法的导航星数据库容量小,识别时间短。

2.不同的星图识别算法需制订不同的导航星数据库。

针对本文提出的多三角形算法,依据球矩阵法制订了相应的导航星数据库。

文中还对球矩阵法进行了改进,提出了重叠的球矩阵法,并依据此方法制订了导航星数据库。

用多三角形算法对这两个导航星数据库进行了对比,表明依重叠的球矩阵法制订的导航星数据库在特征维数较低时,能提高星图识别的正确率且能有效克服跨天区的影响。

3.对于观测星的选取,本文提出了新的方法,按离视轴的距离选取观测星。

跟按星等选取观测星相比,该方法精度高,能有效避免跨天区的影响,提高正确识别率。

4。

依据多三角形算法,编写了仿真程序。

在星敏感器灵敏度为6星等的情况下,比较了三角形算法和多三角形算法的性能,同时比较了多三角形算法取两个三角形和三个三角形时的性能。

针对局部天区星图识别,文中给出了多边形-角度匹配算法。

最后介绍了基于星敏感器的卫星姿态描述方法,给出了基于焦平面坐标测量和矢量观测的姿态确定,并给出了卫星姿态确定两种常用的算法q—方法和QUEST算法……

全文目录


文摘
英文文摘
第1章 绪论
1.1课题背景
1.2星敏感器工作原理
1.2.1星敏感器的结构
1.2.2星敏感器的技术指标
1.3星图识别算法综述
1.3.1三角形算法
1.3.2多边形匹配法
1.3.3极点法
1.4基于星敏感器的卫星姿态确定
1.5本文的主要研究内容
第2章 导航星数据库
2.1基本星表分析
2.2导航星的选取
2.3导航星数据库的制订
2.3.1导航星数据库的存储内容
2.3.2导航星数据库的存储
2.3.3导航星数据库的构造
2.3.4导航星数据库的读取
2.4本章小结
第3章 星图识别算法的研究
3.1引言
3.2恒星像点的提取
3.3全天区自主星图识别算法
3.3.1观测三角形的构建
3.3.2多三角形算法
3.3.3仿真结果和分析
3.4改进的多三角形算法
3.5局部天区星图识别算法
3.6本章小结
第4章 基于星敏感器的卫星姿态确定
4.1卫星姿态的描述
4.1.1欧拉角
4.1.2四元数
4.2基于星敏感器的卫星姿态确定
4.2.1卫星姿态表示参数
4.2.2基于焦平面坐标测量的姿态确定
4.2.3基于矢量观测的姿态确定
4.3姿态确定算法
4.3.1 q-方法
4.3.2 QUEST算法
4.4本章小结
结论
参考文献

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中图分类: > V442.22 > 航空、航天 > 航天(宇宙航行) > 航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制 > 电气设备

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