Mission planning optimization of video satellite for ground multi-object staring imaging

This study investigates the emergency scheduling problem of ground multi-object staring imaging for a single video satellite. In the proposed mission scenario, the ground objects require a specified duration of staring imaging by the video satellite. The planning horizon is not long, i.e., it is usually shorter than one orbit period. A binary decision variable and the imaging order are used as the design variables, and the total observation revenue combined with the influence of the total attitude maneuvering time is regarded as the optimization objective. Based on the constraints of the observation time windows, satellite attitude adjustment time, and satellite maneuverability, a constraint satisfaction mission planning model is established for ground object staring imaging by a single video satellite. Further, a modified ant colony optimization algorithm with tabu lists (Tabu-ACO) is designed to solve this problem. The proposed algorithm can fully exploit the intelligence and local search ability of ACO. Based on full consideration of the mission characteristics, the design of the tabu lists can reduce the search range of ACO and improve the algorithm efficiency significantly. The simulation results show that the proposed algorithm outperforms the conventional algorithm in terms of optimization performance, and it can obtain satisfactory scheduling results for the mission planning problem.     

高精度星相机光学系统像质评价及实现

摘要： 高精度星相机光学系统是实现高性能星相机的关键技术.从工程实际出发，梳理星相机光学系统像质评价的指标，重点论述星点质心位置指标分解、光学系统评价指标分解过程.分析认为星相机光学系统设计过程中需关注质心位置偏差和质心位置与理想像高的偏差、温度分析需兼顾均匀温升及梯度温度变化.给出一个继承于双高斯结构形式的设计实例，结合像差理论进行消热设计和畸变控制，分析不同温度条件下不同类别恒星的质心位置一致性.设计结果表明该光学系统可满足高精度星相机指标要求.     

一种用于高分辨扇扫成像的MIMO阵列

为了提高扇扫成像系统的方位分辨率,设计了一种具有高方位分辨率的多输入多输出(MIMO)阵列。首先,建立了同时适用于窄带和宽带信号的MIMO阵列与虚拟阵列之间的等效模型。在分析匹配滤波输出成分的基础上,证明了当发射信号具有良好相关特性时,MIMO阵列的匹配滤波输出可等效为单输入多输出(SIMO)阵列上经过脉冲压缩后的回波。接着,根据这一等效关系,获得了与MIMO阵列等效的虚拟阵列中虚拟发射阵元与虚拟接收阵元坐标解析解。最后,在约束阵列物理尺寸为固定值的前提下,利用该解析解设计出一种由2个发射阵元和一条接收均匀线阵列(ULA)组成的MIMO阵列。理论推导和仿真结果表明:所设计的MIMO阵列可以在恒定的物理尺寸和虚拟阵列为均匀直线阵的前提下,获得优于其他MIMO阵列和SIMO阵列的方位分辨率。     

高轨目标掩星成像相位恢复技术研究

高轨目标掩星成像通过观测高轨卫星对恒星的遮掩过程,实现对高轨目标的成像.该方法采用望远镜线性阵列观测高轨目标遮掩恒星过程中恒星亮度变换,获得高轨目标在地面的投影,通过相位恢复方法可计算得到卫星轮廓图样,具有成像分辨力高,设备制造难度小等优点,在高轨目标成像领域具有较好应用前景.本文分析利用掩星成像方法对高轨目标成像的可行性,重点对掩星成像过程的相位恢复方法进行改进,根据掩星成像特点对输入输出算法进行优化,仿真结果表明：改进后的相位恢复方法可显著提高图像恢复质量和掩星成像方法的空间分辨力.     

大型复材构件自动检测设备中超长梁的结构设计优化及其变形控制

CUS-6000大型超声自动扫描成像检测设备是中航工业北京航空制造工程研究所针对大型复合材料构件的高效自动化检测,研制的20通道大型超声自动化检测设备.在设备的研制过程中,采用有限元方法,广泛计算了多种结构方案和工况条件,提取扫描头部位的变形值,通过数值插值的方法得到各种变形参数随扫描头移动的关系曲线,计算结果对横梁反...     

威海天文台1米望远镜天体测量试验

利用威海天文台1米望远镜观测了2009年10月7日晚的疏散星团M39.观测过程中使用了I滤光片,并将CCD绕光轴旋转90°分别成像.使用最新的UCAC3星表和Platais的自行星表归算表明,该望远镜具有良好的天体测量性能,最好的单次位置测量精度达到了4～5 milli-arcsec.此外,观测资料还发现UCAC3星表具有明显的自行不准确性,证实了文献[14]的最新发现.     

卫星可见光遥感图像异常原因分析方法初探

随着中国高分辨率可见光遥感卫星数量日益增多，在轨卫星的图像品质和异常原因分析将成为今后一段时间相关研制人员关注的重点。文章列举了在轨可见光卫星的成像异常现象，分别对地面分辨率、对比度、信噪比和几何形变未能达标的原因进行了初步分析，提出了问题定位的初步方法。     

The Rolis Experiment on the Rosetta Lander

ROLIS (Rosetta Lander Imaging System) is one of the two imaging systems carried by Rosetta’s Lander Philae, successfully launched to comet 67P/ Churyumov-Gerasimenko in March 2004. Consisting of a highly-miniaturized CCD camera, ROLIS will operate as a descent imager, acquiring imagery of the landing site with increasing spatial resolution. After touchdown ROLIS will focus at an object distance of 30 cm, taking pictures of the comet’s surface below the Lander. Multispectral imaging is achieved through an illumination device consisting of four arrays of monochromatic light emitting diodes working in the 470, 530, 640 and 870 nm spectral bands. The drill sample sites, as well as the Alpha X-Ray Spectrometer (APXS) target locations will be imaged to provide context for the measurements performed by the in situ analyzers. After the drilling operation, the borehole will be inspected to study its morphology and to search for stratification. Taking advantage of the Lander’s rotation capability, stereo image pairs will be acquired, which will facilitate the mapping and identification of surface structures.     

应急任务响应时间最优的多星成像规划方法

针对优化多星应急成像任务规划的响应时间问题进行了研究。为避免优先规划应急任务对任务总收益的影响，提出一种优化应急任务响应时间的同时兼顾任务总收益的多星成像规划方法。首先，针对综合考虑应急任务和常规任务的多星成像规划特点，建立两级目标优化的约束满足模型；其次，将模型求解过程分解为任务时间窗选择和单轨动态规划两个部分，基于自适应免疫算法对时间窗选择进行优化，同时设计前向动态规划算法确定卫星单轨最优观测路径；最后，对所设计算法的性能进行了测试，并与其他算法进行了对比。仿真结果表明本文方法能够保证应急任务响应时间最优，并同时具备较高的任务总收益，适合于求解大规模的多星成像规划问题。     

子孔径距离—多普勒成像算法的应用研究

子孔径距离－多普勒法是应用于转台成像系统中的精度高且运算速度较快的一种成像算法，本文阐述了该法的成像原理，并通过对计算机仿真目标的成像结果和实测结果。介绍了图像的分辨率、定位精度、幅度均匀性等主要指标。