基于点云的空间非合作目标结构识别问题研究

在空间非合作目标捕获任务中,从传感器数据中识别出目标表面的可抓取结构是一个有待解决的问题。以卫星点云数据集作为对象,对4种基于神经网络算法(PointNet、PointNet++、SPLATNet和SO-Net)在卫星结构分割识别任务中的性能进行了比较分析。为了能够更好地测试算法性能,基于NASA在线数据库构建了训练测试数据集,并给出一种点云数据的快速构建方法。使用该方法,可以实现成批量地生成点云数据。仿真测试结果显示:PointNet++在卫星完整点云数据集和非完整点云数据上的分割准确率都是最高,并且分割效果也优于其他算法。     

中国遥感卫星六号被成功送入太空

4月22日10点55分．春风拂面的太原卫星发射中心轰鸣声起．久经战阵的“金牌火箭”长征二号丙运载火箭托举中国遥感卫星六号飞向茫茫太空。     

遥感卫星任务规划系统设计

针对某遥感卫星地面应用系统自主任务规划强时效性能力的要求,设计了面向太空目标监视任务的遥感卫星地面应用需求规划系统.基于轨道外推得到卫星、地球、太阳及月球之间的几何关系,综合考虑地气光、南大西洋异常(SAA)区、地影、日光条件与月光条件对卫星任务的影响,实现了 自主预报卫星对目标可见性.根据多任务之间的约束,消解冲突,...     

基于点云的空间非合作目标初始相对位姿获取

针对空间非合作目标相对位姿解算对点云迭代最近点(ICP)算法迭代初值要求较高,易产生误匹配等问题,提出了一种基于点云分割与点云关键点的ICP初始迭代位姿获取方法。首先,考虑到非合作目标可能具有的高度对称外观,基于LCCP点云分割算法与点云Harris关键点,在已知目标外轮廓点云基础上,设计了点云ICP初始迭代位姿获取方法。该方法具体流程为:点云降采样处理与关键部分提取、关键部分点云多角度预变换处理、最佳点云匹配及初始迭代位姿获取。最后,以某通信卫星模型搭建虚拟验证平台,使用本文提出的方法给出ICP迭代初始位姿并进行对比实验。结果表明,本文提出的点云ICP迭代初始位姿获取方法可有效规避非合作目标高度对称带来的误匹配,可给出较精确的相对位姿。     

光学遥感卫星平面定位精度误差分析

高分辨率光学遥感敏捷成像卫星,在无地面控制点条件下,要达到米级的平面定位精度,需进行卫星系统全链路的误差分析,对系统误差进行高精度标定,对随机误差进行有效抑制.通常光学遥感卫星的几何定位分为物理几何模型和通用几何模型,物理几何模型基于共线方程,使用光学遥感器内方位元素和卫星平台姿轨外方位元素共同建立遥感图像的精确几何定...     

基于点云的空间非合作目标位姿测量方法研究

针对模型未知的空间非合作目标的位姿测量问题,提出了基于低成本固态激光雷达的点云配准方法。算法首先根据空间目标的特点,提取平面点与边缘点作为匹配特征点;接着,提出了基于迭代匹配与自回环的位姿求解方案,解决了位姿优化中误匹配与误差累计问题;最后,在气浮台半实物实验校验中,算法解决了固态激光雷达单线收发、不规则采样的问题,实现了实时鲁棒的位姿跟踪,同时降低了跟踪过程中累计误差,测量精度优于现有算法,能够满足对非合作目标相对位姿测量的任务需要。     

结合反射率先验信息的空间非合作目标点云分割配准方法

空间非合作目标点云配准是目标识别及姿态跟踪等关键环节的基础。针对非合作目标先验信息缺失导致建立点云配对关系准确率降低的问题,在通过激光雷达获取目标三维点云的同时,利用激光回波能量与目标表面材料反射率间的对应关系,提出基于目标表面反射率先验信息的聚类配准方法。首先,通过激光雷达获取目标表面的激光反射回波信息,以分析目标表面材料反射率;其次,建立目标表面材料反射率值与颜色空间的映射关系,对多帧目标点云特征进行聚类,根据聚类结果先验信息建立点云间的特征匹配关系,提高配准的精度与效率;最后,通过激光雷达对具有不同涂敷材料的目标进行周视扫描,开展半物理仿真地面验证实验。实验结果表明,该方法可有效降低点云配准规模,提高了配准的精度与效率;与ICP算法相比,配准相对综合误差从7.296降低至4.001,效率提升61.31%。该方法为空间非合作目标高精度三维重建提供了新的解决思路。     

空间非合作目标未知构型重建质量评估方法

针对基于线阵激光雷达扫描重建获得的三维模型,因其构型未知,无法通过模型对比进行质量评估,本文着重研究未知构型的质量评估方法。首先,采用3σ优化的最小二乘法对空间非合作目标点云平面与直线进行拟合;其次,从点云密度、重建几何性质、表面完整度进行重建质量评估,再基于上述三种评估方法建立多因素综合评估数学模型,对三维重建结果进行满意度质量评估;最后通过仿真实验验证评估方法,获得多因素综合评估满意度为95.5889%,实验结果表明该评估方法合理且具有参考价值。该研究不仅能验证基于线阵激光雷达三维重建结果的精度,还为空间非合作目标未知构型质量评估提供一种新的研究思路。     

太空千里眼 抗震显身手——对遥感卫星在抢险救灾中作用的思考

2008年5月12日,一场罕见的特大地震震惊中外,以遥感卫星、通信卫星等科学手段组成的“太空救援队”,为救灾指挥、次生灾害的预防、灾害评估以及灾后重建等决策提供了基础信息,为夺取抗震救灾的伟大胜利,提供了大量的基础信息。在党和政府的正确决策和科学组织下,在第一时间展开了紧急抗震救灾工作,使灾害以及次生灾害损失尽可能地降低到了最小限度。卫星在救灾中发挥了重要作用的同时,也暴露出一些不足。汶川地震逐渐离人们远去,大震过后,加强我国航天高科技的发展,构筑我国防灾减灾天基信息保障系统,日益引起专家的重视和关注。     

空间非合作机动目标跟踪相对导航方法研究

就基于雷达测量的空间非合作机动目标跟踪相对导航问题进行了研究,提出了一套 既能够处理测量粗差,又能使滤波器在存在未知输入情况下快速收敛的相对导航算法。本文 将强跟踪滤波器的思想引入到二阶分离插值滤波算法（DDF2）,设计DDF2|STF滤波器;另 外,本文将DDF2与Huber滤波算法相结合,设计DDF2|Huber滤波器;最后,本文设计了相应 的滤波器切换准则,根据不同情况选用DDF2|Huber和DDF2|STF滤波器,从而得到一套 完整的相对导航算法。数学仿真证实了所提出相对导航算法的有效性。本文的研究成果为工 程设计提供了理论参考。
     

未来中国卫星遥感器的发展分析

介绍了国外对地观测系统的发展历程和趋势,重点研究和归纳了中国的气象、海洋、农业、灾害、资源、环境等重大发展问题对空间遥感的需求。在此基础上,提出了中国未来空间遥感器的发展建议,可为中国对地观测卫星技术的发展提供参考。     

定量遥感有效载荷配置方法与发展

针对定量遥感这一广泛应用于气象、海洋与环境等领域卫星的遥感技术,分析了各个领域的应用需求。为了解决如何根据定量遥感的应用需求,快速配置有效载荷,并合理设置有效载荷的探测谱段(频段)这一制约卫星发展的关键问题。提出了从探测目标着手的方法,首先,分析满足探测要素所需的谱段设置、指标要求和有效载荷配置类型,得出了有效配置载荷的方法和思路;其次,以全球云探测为例,验证本方法的合理性;最后,分析定量遥感有效载荷的发展重点和发展方向,为气象、海洋与环境领域等定量遥感卫星的长期发展提供技术支撑。     

多光谱相机高稳定性光机结构设计技术

文章针对测绘应用对多光谱相机设计的技术要求,从影响相机内方位元素和在轨成像品质因素出发,结合三反离轴相机的特点,重点分析多光谱相机高稳定性设计（力学和热）。多光谱相机主体反射镜通过选取零膨胀的微晶玻璃和殷钢材料,降低了反射镜的热敏感性,反射镜组件通过采用四点球铰无应力支撑技术实现了反射镜的静定支撑、消除掉了反射镜装配应力,保证了反射镜面型的稳定性。相机主体结构与卫星的连接采用柔性卸载结构设计,卸载了卫星结构由于热变形而导致的相机结构变化,保证了相机主体结构的在轨性能稳定性。通过对整个相机进行有限元分析和环境试验,有效地验证了设计的正确性,多光谱相机主体具有较好的结构稳定性。     

我国遥感卫星系统发展进阶路径探讨

文章回顾了作为人造地球卫星重要分支的遥感卫星及其相关的遥感技术和遥感产业的国内外发展历程,结合未来技术发展趋势和我国新时代发展需求,分别针对高端卫星和商业卫星,探讨我国卫星遥感系统发展进阶路径,提出值得关注的重大技术方向,旨在为卫星系统规划、遥感载荷部署、卫星应用拓展等提供借鉴。     

商用高分辨率光学遥感卫星及平台技术分析

调研了国外近十年发射的商用高分辨率光学遥感卫星,较为全面、详细地对比了欧美典型的商业光学遥感卫星的技术性能、指标,总结了其发展思路,并对其卫星及平台技术的发展进行了分析,提出了我国该领域技术发展的建议。     

一种红外点目标图像高保真压缩方法

针对红外点目标图像的特点,融合目标检测与无损-近无损压缩技术,提出了一种目标-背景分类的高保真压缩方法。将红外图像分成若干子块,对每个子块进行基于\"最大中值滤波\"背景抑制算法的点目标检测,根据检测结果将图像子块分为包含疑似目标的目标子块和不含目标的背景子块,对目标子块图像无损压缩,对背景图像子块近无损压缩,从而提高红外遥感图像压缩比,降低数据传输量,减轻数据传输压力。实验结果表明:所提的方法与传统全图无损压缩方法相比,能在不损失点目标信息的高保真压缩前提下,使图像压缩比提高40%以上。该方法对星上实时处理系统、红外探测跟踪系统的设计具有一定的理论和工程应用价值。     

中国无地面控制点摄影测量卫星追述（一）——返回式摄影测量卫星

以无地面控制点条件下的摄影测量为背景,回顾了中国第一代、第二代返回式摄影测量卫星的研制历程,给出了相机的主要技术参数,介绍了研制的技术难点。从地形图制作精度的角度评价了中国第一代、第二代返回式摄影测量卫星的技术水平,给出了制作的立体影像图和等高线图。最后,与美国、俄罗斯（前苏联）、欧空局同类型的返回式卫星进行了比较。     

卫星遥感与海洋地质调查

中国迫切需要应用航天工业的新技术、新方法 ,特别是应用卫星遥感技术进行海洋国土资源调查 ,研究和发射可以不断获取海洋地质调查新资料的遥感卫星已成为当务之急。     

美国小行星俘获任务及其启示

小行星俘获(ACR)任务是美国Keck空间研究中心发起的一项深空探测任务。该任务计划选定一颗近地小行星,通过口袋式抓捕系统对其实施抓捕,并于2025年左右将其带回近月空间。文章介绍了ACR任务的内容和系统设计,具体包括:航天器总体构型、抓捕分系统、探测识别分系统和控制与推进分系统;对小行星抓捕的目标探测与识别、旋转匹配、抓捕、消旋、轨道转移等核心操作。基于ACR任务,提出了空间目标俘获技术的需求与应用、抓捕航天器系统设计的启示;基于我国目前的技术研究情况,总结分析了发展空间目标俘获任务所需的关键技术,如大功率柔性太阳翼、长时间大范围轨道机动、目标探测与识别、快速机动、目标抓捕与消旋。