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利用星敏感器的卫星自主导航 总被引:13,自引:4,他引:13
本课题对利用星敏感器进行卫生自主导航问题作了初步的研究,研究表明,当已知地球大气的星光折射模型,则可利用星光折射的测量或掩星时刻的测量来实现卫生的自主导航,在导航过程中不需要精确的姿态确定,研究报告提出了相应的基本导航算法,讨论了误差的影响,通过数学仿真模拟计算,给出了数值结果,提示了这类导航的若干特点。 相似文献
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惯性敏感器与星敏感器之间在轨自主标定比较研究 总被引:2,自引:0,他引:2
惯性敏感器与星敏感器组合定姿是航天器高精度姿态确定的常用手段。通常将惯性敏感器的常值漂移作为扩展状态进行标定,而将星敏感器的常值偏差作为扩展状态进行估计也是可能的。本文对这两种方法的定姿精度进行了分析比较,给出了选用的准则。 相似文献
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星敏感器光学系统参数的确定 总被引:4,自引:0,他引:4
光学系统是星敏感器的重要组成部分。选择合理的参数不但能确保星敏感器达到预期的性能,而且有助于降低产品的研制成本。本文介绍一种确定光学系统参数的新方法,包括通过参考比较已有星敏感器及其光学系统特性来选取新光学系统焦距、相对孔径和视场;根据所选取的参数预计星敏感器的捕获概率;采用综合恒星光谱方法确定光学系统中心波长和光谱范围。 相似文献
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为适应微小卫星发展的需求,提出了基于线阵电荷耦合器(Charge Coupled Devices, CCD)的N字形狭缝数字太阳敏感器研究方案,以减小系统功耗并降低系统复杂度。该方案通过采用带有N字形狭缝的光线引入器以及单个线阵CCD作为光线探测器,实现了太阳敏感器对两轴太阳角的精确计算。提出利用迭代算法和修正系数对系统折射误差进行修正的方法,进一步结合质心算法,能够快速准确修正系统误差,提高系统精度和分辨率。N型数字太阳敏感器视场角可达(±60°)×(±60°),在整个视场范围内定姿精度优于0.1°,功耗 300mW。该数字太阳敏感器具有低功耗、大视场角和高精度的特点,设计、算法均大大简化,实现了太阳敏感器的微型化,在各种微小卫星上有广阔的应用前景。 相似文献
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从工程应用角度,基于太阳、月球位置和卫星轨道根数推导了太阳和月球对地球同步轨道卫星红外地球敏感器干扰的计算公式及预报方法,同时给出了安全模式下卫星Z轴跟踪太阳时星上天线指向变化的计算模型。计算结果和卫星下传遥测数据验证了方法的正确性,可用于实际卫星管理。 相似文献
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《航天器工程》2017,(4):60-66
相对于传统太阳敏感器(热耗为零)而言,国内新研制的数字太阳敏感器线路板上的芯片具有一定热耗。为解决其散热问题,以应用于倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星的数字一体化太阳敏感器为例,提出了较为简单有效的热控方案,建立热物理模型对数字太阳敏感器进行组件级热分析,并通过在轨飞行数据验证了设计的合理性。结果表明:对于具有一定热流密度的小尺寸部件而言,在辐射换热面积增幅较为有限的条件下,有效增大其传导换热的热控方案要明显优于加强辐射换热的方案;同时要结合外热流情况,优化选择散热面。此方案可较好地满足印制电路板(PCB)上各芯片结温的一级降额温度指标要求,也可为同类产品的设计提供参考。 相似文献
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基于星敏感器角速度估计的陀螺故障诊断 总被引:4,自引:0,他引:4
当星载惯性基准单元 (IMU)正常工作的陀螺的冗余度不满足奇偶方程法条件时 ,无法进行陀螺的故障诊断。本文通过卫星稳态运行期间高精度星敏感器输出的姿态四元数信息 ,根据卫星姿态运动学方程和姿态动力学方程 ,采用非线性广义卡尔曼滤波 (EKF)得到星体角速度的估计值。在此基础上 ,通过设计的故障诊断方案对陀螺故障进行定位。数学仿真验证了这种方法的有效性 相似文献
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本文阐述了星敏感器的工作原理和系统要求,讨论了面阵CCD在星敏感器中的应用方法,提出了星敏感器关键敏感器件的线路实现方案,对星敏感器硬件电路的设计进行了分析和研究,并在此基础上对实际电路进行了测试,分析了测试结果。 相似文献
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一种GEO卫星星敏感器热控设计 总被引:2,自引:1,他引:2
为解决目前地球静止轨道(GEO)卫星星敏感器热控设计复杂、实施难度大的问题,提出了一种辐射小舱式星敏感器热控设计方案。以东方红-4(DFH-4)平台GEO卫星星敏感器采用辐射小舱式热控设计方案为实例,利用热分析软件TMG建模进行了热分析验证,并根据分析结果对其布局进行了优化。优化结果表明:采用辐射小舱式热控设计方案时,星敏感器的在轨预示温度范围在-26.2~+22.2℃,能很好地满足其温度指标要求,设计方案合理可行,可为GEO卫星上同类设备的热控设计提供参考。 相似文献
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基于CMOS APS的星敏感器光学系统参数确定 总被引:8,自引:0,他引:8
基于CMOS APS图象传感器的星敏感器是适应航天技术的发展而产生的新一代姿态敏感器。确定光斑形状和大小、光学系统有效通光孔径、视场和焦距等参数是进行星敏感器光学设计的前提。本文基于选定的CMOS APS图象传感器分别对这些参数进行了分析和计算。确定光斑形状和大小的依据是,减小由于探测器像元对光斑能量分布的采样导致点扩散函数变形,从而引起的利用亚像元技术求星像中心的计算误差。光学系统的有效通光孔径与星敏感器所能探测到的极限星等有关,通过从目标辐射特性直到探测器响应的能量计算可以确定孔径的大小。确定视场和焦距首先要满足星敏感器实现全天自主星图识别所需的导航星捕获概率,其次要考虑与之相关的误差。 相似文献
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近年来,商业航天微小卫星已经实现了轻小型化、低成本、快速研制等目标,但是在卫星姿态控制方面受制于星敏感器等测量敏感器的精度水平,无法实现高精度的测量与控制。为满足微小卫星在轨飞行中高精度姿态测量和大角速度运动的要求,本文提出了适用于CMOS探测器星敏感器的跟踪窗口星图处理算法方案,设计了基于姿态信息和导航星库,通过坐标系旋转和透视投影变换,预测探测星点成像位置,设置CMOS探测器跟踪窗口的方法,根据跟踪窗口设置,完成预测恒星所在图像子区域的像素灰度数据采集和背景灰度值的计算。采用这种方法后,恒星成像质心精度得到了提高,加快了星点提取质心的图像处理速度。通过试验室动态光星模和外场观星试验验证。试验结果表明:该算法提升了星敏感器的精度( )和动态性能(3 (°)/s),同时提高了全天识别的概率和跟踪数据有效率。 相似文献
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一种星敏感器中快速星跟踪方法 总被引:1,自引:1,他引:1
提出了一种快速星跟踪算法。在跟踪算法的三个耗时环节,分别采用,分区星表,阈值映射,先排序后匹配识别这三种方法,以提高跟踪过程的快速性。其中分区星表法将整个天区分成了若干个子天区;阈值映射法,设置被跟踪星体的数量阈值,减少映射次数;先排序后匹配识别法,减少了那些距离较大的无谓的星体间的匹配识别。对星跟踪算法进行软硬件仿真测试,在软件仿真测试中,测试了跟踪算法的正确性和成功率。在硬件仿真测试中,测试了跟踪算法在一个跟踪过程中每步的跟踪速度及影响跟踪速度的主要因素。 相似文献