星图仪数据的处理及其进一步应用

本文简述了星图仪数据处理的过程,并对如何进一步应用这些数据进行了探讨.我们知道,当星图仪对有一定亮度的恒星进行巡天扫描时,可获得一系列的时间信息量.当建立“卫星坐标系”,即以卫星自旋轴为坐标系的极,以垂直于自旋轴的平面为坐标系的基本平面时,则可以通过这些时间信息量,求得所扫到的恒星在“卫星坐标系”中的经纬度[1-3].      

星图仪在星上的装校分析

本文介绍了星图仪检测卫星本身方位的工作原理,并列出了由获得的时间信息量求卫星自旋方位角的公式.为了满足所需的检测精度,星图仪在星上的安装要求是很高的.但本文指出,只要精确测定星图仪在星上相对于卫星自旋轴的方位角,可降低星图仪在星上的安装要求.这样仅需修正卫星方位角的计算公式,仍可精确求得卫星的自旋方位角.这里推导了各种情况下的修正公式.     

基于Hausdorff距离的星图识别方法

提出了一种新的星图识别方法,这种方法的基本思想是首先从星敏感器中提取全部星图信息,把提取的星图组成一个待识别数据集合B,把全星图参考星库作为一个标准数据集合A,然后,计算2个数据集合A,B之间的相对Hausdorff距离,根据最小相对距离得到待识别星的位置,其中A, B分别由矢量坐标a,b构成.与传统的星光角距识别方法不同,这种方法充分利用了星敏感器中的所有星的空间结构信息,所以,它对各种噪声干扰具有很强的鲁棒性.半物理仿真实验结果表明,在具有强的随机噪声、星图畸变和一定数目的流星干扰情况下,这种方法具有很好的识别效果.     

星图仪设计中的若干天文问题

一、前言 星敏感器是敏感卫星姿态的精密仪器,它分为两大类:(1)星跟踪器,(2)星图仪,星图仪通常用于自旋卫星,由于卫星的自旋运动,星图仪在空间扫出一条环带,探测在环带内超过一定星等的恒星,测定恒星通过视场的时刻,地面设备将遥测到的星图仪信息进行分析、比较,就能确定卫星的姿态。 卫星上安装星图仪除了可以确定不同时刻的卫星姿态之外,同时还可以用来确定宇宙X射线源和太阳X射线源的方位。     

星图仪的光学设计

本文介绍了星图仪光学系统设计参数选取的原则,并简单地介绍了星图仪光学系统各组件的光学设计方法。本文还列出了有关星图仪光学系统的实验结果。实验指出,设计的光学系统是满足星图仪总体要求的。     

观天常用星图

四季星图 如果正常的话，各位在观测之时，一定会用到四张小星图（春、夏、秋、冬 ），这四张小星图对于一个刚步入天文观测的初学者而言，不失为一套优秀的入门星图。新手不但可从此份星图中轻易地学会找夜空中的星座及星图的用法，甚至可用来寻找一些较为明亮的深空。由于他的效果远优于星座盘，所以本会会员便以小星图取代了星座盘，小星图也就成为每次观测的标准配件。四季星图的方便毋庸置疑，但是它的能力范围也是有限度的，这四张以麻雀之身而纳天上众星，自然会有不详之处。使用这份星图来找暗天体将是一份相当吃力的工作，所以观看…     

一种CCD星图星点快速定位算法

大尺寸CCD星图快速处理是制约天基光学观测器件性能的关键因素之一,在星敏感器、空间监视载荷等研制中具有重要意义.通过对CCD星图图像特点的分析,提出了以最大概率实现背景噪声滤除的星图预处理准则;在此基础上,提出了通过两次投影检测实现星点位置测量的算法.与传统方法相比,该算法实现简单,节约了计算量和存储量.对分辨率为2048×2048的CCD实拍星图的实验研究表明了该算法的有效性.      

星敏感器中星图图像的星体细分定位方法研究

介绍了星敏感器的基本工作原理和星图图像的预处理的主要方法,将传统质心法、带阈值的质心法、平方加权质心法和高斯曲面拟合法应用于星敏感器中星图图像的星体细分定位,并进行了较为系统的仿真研究.仿真结果表明,带阈值的质心法是一种较为理想的星体细分定位方法.就噪声水平、阈值选择及低通滤波对细分定位精度的影响进行了仿真研究.最后,利用仿真结果对模拟星图图像的星体进行了细分定位实验,取得了较为满意的结果.      

基于特征图形匹配法的高效星图识别方法

针对目前星敏感器使用的星图识别算法存在的冗余匹配、匹配时间长、识别率低等缺点,对星图识别算法进行了研究,提出了一种高效星图识别方法。该算法首先对传统星表进行处理,取出冗余信息,重新分配天区,使每个天区的导航星数目均匀,将分区以及处理后的星表信息重新存储并作为导航星库,然后通过对拍摄的图像进行处理并提取特征信息,与导航星库中的特征信息进行匹配,从而改善传统星图匹配算法出现冗余匹配、匹配时间过长及识别率低等缺点。完成算法设计后,选取视场为15°×15°的大视场星敏感器,对该算法进行仿真验证分析,可以发现该算法可以实现部分天区与拍摄星图匹配时间在20ms以内,全天区星图的识别和匹配时间在15s以内,识别率达到98%以上,印证了该算法可以提高识别的成功率并且缩短识别时间,使识别算法具有高效性。     

一种高动态条件下惯性星光组合定姿方法

针对高动态条件下星图拖尾导致惯性星光组合定姿精度下降甚至无法定姿的问题,提出了一种基于乘性扩展卡尔曼滤波的惯性星光深度组合姿态确定方法.利用星敏感器观测信息修正姿态误差,补偿陀螺漂移,并建立了陀螺输出的角度变化量与星图像移的关系,利用陀螺输出信息估计星图拖尾的模糊参数,采用维纳滤波复原方法对产生拖尾的星图进行复原以提高星图信噪比和观测精度.仿真结果表明该方法可以有效提高星像质心提取精度和星图识别率,对初始姿态误差修正更快,且不存在星图误匹配的情况,保证了惯性星光组合定姿方法在高动态条件下仍能保持较高的精度.     

一种基于OPTICS聚类的仅测角导航目标检测算法

仅测角自主导航方法具有设备简单、复杂度低,功耗低的优点,在空间任务中具有广泛的应用前景.针对中远距离下空间目标特征少的特点,提出了一种利用基于OPTICS聚类算法的空间目标检测方法,可用于仅测角导航过程中的目标检测.对原始星图进行预处理提取星点及目标点,并结合星图识别的结果选择部分帧,使用经过改进的OPTICS聚类方法获得目标运动轨迹.最后,使用本文中的算法对软件仿真出的含有目标的高精度星图进行处理验证了算法的可行性.在卫星相对于空间目标抵近过程中,目标检测的水平误差及垂直误差小于0.15°的帧数分别占到了85.4%以及99.6%.相比AVANTI实验中的目标检测方法,减少了在轨任务中相关参数的调节,进一步提升了算法的自主性.     

一种多帧相关滤波的星敏感器像素非均匀性误差校正方法

为了进一步提升星敏感器的星点定位精度,分析星敏感器的像素误差来源和形成机理,提出一种多帧相关滤波的像素非均匀性误差校正方法.根据星图中星点的位置确定质心定位域和局部校正域,利用当前帧星图信息和前一帧的局部校正域信息预测当前帧的校正域,满足校正条件后采用差分法校正质心定位域.实验结果表明,本文方法能够较好地预测星图的非均匀性噪声,提升星点定位精度,具有较好的鲁棒性.     

ZETA网罟双星事件大讨论(下)

卡尔·塞干和史蒂文·索特在反对“ZETA网罟双星事件”的可能性时认为,如果在希尔星图和菲什星图中没有联线,两张星图的相似之处很少.这个观点可以用希尔星图中星位的X和Y坐标以及菲什星图中的星位投影关系来反证.比较方法如下:     

认识南天极星座

<正>南天极星座的美丽星图从何而来?两千年以前,古希腊人把古代星座与希腊神话相结合,创立了庞大、健全的星座体系,把星空变成了神话传说的画卷。在望远镜出现以后,人们能观测到的恒星数目大大增加,对星空的认识也进一步加深。天文学家们将观测到的恒星与神话相结合,汇出了大量的星图。1756年,法国天文学家拉卡伊,根据他在南非开普     

基于数字地图预处理的低空突防飞行路线规划

地形跟随/地形规避/威胁回避TF/TA²(Terrain Following, Terrain Avoidance, Threat Avoidance)路线规划是低空突防研究的关键技术.地形信息存贮在数字地图中.为保证所设计路线对飞行器来说是可实现的,研究了数字地图的预处理,把地形、威胁及飞行器性能等信息融合构造了虚拟的地形表面.预处理包括数据文件压缩、威胁信息转化为地形信息、数据插值、及地形的平滑处理.通过设计综合TF/TA²的指标函数、根据A^*算法对其转化,并采用优化方法,可实现三维TF/TA²路线规划.仿真结果证明了算法的有效性.     

甚高精度星模拟器星图显示与控制系统研究

为对甚高精度星敏感器进行地面标定和精度测试,提出甚高精度星模拟器的研制,其模拟精度应优于0.5″.在甚高精度星模拟器设计中,对星模拟器的星图显示与控制系统进行了重点研究.根据模拟精度要求,提出利用星点板作为星图显示器件.采用单点可控矩阵式LED照明系统作为星点板光源,完成小天区静态形式的动态星图模拟.通过设计星图显示控制系统,编写控制软件,实现每个LED的亮灭和灰度值控制,完成了星图变换和星等模拟.实验结果表明,星图显示精度小于0.5″,可以实现动态变换以及星等模拟,以满足对甚高精度星敏感器的地面标定和精度测试要求.     

一种基于三正交主轴平面的快速星图模拟方法

为在地面上进行星图模拟以测试星图识别算法和星敏感器性能, 提出了一种新的快速星图模拟方法. 该方法利用截面圆和固定区域的性质, 将单位天球按照三个正交主轴平面进行等分, 根据赤纬值求解恒星矢量与主轴平面夹角来确定选星条件, 进而根据坐标变换原理进行星图模拟. 为验证所提方法与现有方法相比的优势, 进行了大量的仿真实验. 实验结果表明, 与现有星图模拟方法相比, 本文方法在保证星图模拟精度的条件下, 选星速度提高了3倍以上.      

VGOS基带数据预处理系统研究

VLBI全球观测系统-VGOS的数据采集系统具有超宽的记录带宽和超高的数据速率,数据率稳定可达16Gbit/s。数据回放及解析等预处理工作是数据采集到相关处理的关键步骤。针对国内VGOS数据采集系统,研发了VGOS基带数据预处理系统,分析了高速记录的元数据及基带数据格式,设计实现了数据记录、聚合、解析、重组等预处理模块。通过对预处理系统的研究和测试,分析了其效率提升的方法。利用预处理系统成功对国际VGOS站观测数据进行回放和解析,经过数据的相关处理成功获得了干涉条纹。表明预处理系统可正确处理高速数据,预处理过程中数据聚合速率平均可达到10Gbit/s,解析效率可达3.6Gbit/s,满足当前VGOS观测数据的超宽带、超高速处理要求。     

星敏感器星点能量分布数学模型及其对精度的影响分析

为解决高斯能量分布与实际星点能量分布存在偏差的问题,推理了高斯能量分布模型的合理性并进行了仿真验证.针对星图去噪预处理建立了高斯去底能量分布数学模型,在此基础上根据采样中的饱和现象建立了高斯顶底均去能量分布数学模型,通过仿真分析比较了两种模型参数对于星点提取精度的影响特性,可以为提高星敏感器星点提取精度提供参考.     

菲什星图是唯一的解释吗?

菲什星图是唯一的解释吗［美］Ｒ．施切夫尔○王寅生译玛乔里·菲什企图确认贝蒂·希尔星图的事情由特伦斯·迪肯森在１９７４年９月的“网罟座Ｚｅｔａ双星事件”编造出来了。那张类太阳恒星星图毫无疑问与贝蒂·希尔称她在飞碟里受检时看到的星图具有惊人的相似。但是，...