深空天文自主导航技术发展综述

航天器地面无线电导航在深空中面临着信息传输时延长、数据传输率低、天体遮挡等问题,难以满足未来深空探测的导航需求。天文自主导航技术利用天文信息为航天器提供导航支持,可有效提高其在深空中的生存能力及任务执行能力,已成为深空导航领域的研究热点。结合国内外深空探测任务及其实际工程需求,首先概述了深空天文自主导航技术发展的现状和特点,进而总结了深空天文自主导航的发展趋势和重点研究内容,最后对深空天文自主导航技术的发展提出了若干建议。     

基于全站仪的天文观测与DGPS组合测量方法研究

根据天文方位测量原理,结合全站仪高精度的基线测量功能和DGPS位置测量,对海陆工程测量中目标点或线进行精确解算,测量出目标点位置和基准线的方位,进一步拓展全站仪方位测量功能,解决诸如建筑施工、港口建设、航道疏浚、导管架安装、罗经安装及校准等基准方位、位置标定及复测,使不同作业环境下的位置和方位测量、校准更加简捷、快速,...     

The Nonlinear Model of the Response of Airglow to Gravity Waves

In this paper, we develope a time-dependent, nonlinear, photochemical-dynamical 2-D model which is composed of 3 models: dynamical gravity wave model, middle atmospheric photochemical model, and airglow layer photochemical model. We use the model to study the effect of the gravity wave propagation on the airglow layer. The comparison between the effects of the different wavelength gravity wave on the airglow emission distributions is made. When the vertical wavelength of the gravity wave is close to or is shorter than the thickness of the airglow layer, the gravity wave can make complex structure of the airglow layer, such as the double and multi-peak structures of the airglow layers. However, the gravity wave that has long vertical wavelength can make large scale perturbation of the airglow emission distribution.     

基于X射线脉冲星的自主天文导航技术

随着天文观测技术的发展,一类在x射线频段发出辐射的脉冲星显示了良好的导航特质,由此发展了一种全新的基于X射线脉冲星的航天器自主导航方法.该方法通过探测X射线脉冲星发出的周期性脉冲信号进行导航,有别于传统的光学、射电天文导航.本文综述了基于X射线脉冲星自主导航技术,介绍其由来、发展历程、国内外研究现状,并对当前围绕该导航技术开展的研究工作进行了详细的分析,最后总结了需要进一步研究的若干问题.     

空间目标天基天文定位误差分析

空间目标的天基观测是未来空间目标监视系统的主要观测方式。天基观测 可以利用轴系定位和天文定位两种方式实现对空间目标的定位,其中天文定位方式能够达到 较高的定位精度。星载相机的姿态测量误差和目标位置提取误差都会影响空间目标的天文定 位精度。基于此,本文推导了空间目标天基天文定位的误差公式,结合一套星载相机的参数 ,采用计算机仿真的方法,研究并分析了各项误差因素对天文定位精度的影响规律。计算结 果表明,空间目标的视赤经的精度随视轴赤纬角的增大而变差,视赤纬精度水平高于视赤经 的精度水平;将空间目标成像在CCD面中心位置附近,能够得到较高的定位精度;视位置测 量精度与目标星点质心提取精度呈线性关系;就目前的硬件水平而言,视赤纬可以达到标准 偏差优于2″的水平,视赤经精度稍差。
     

一种高超星图高精度半盲复原算法

针对高超声速飞行器在平流层内应用天文导航时受气动光学效应及运动模糊影响后难以观星和高精度导航的问题,提出一种基于正则化思想的高超星图半盲复原算法。该算法首先针对高超星图的特点进行去噪与星点初提取等预处理操作,接着从图像中提出可用的模糊核信息,并通过融合达到去噪的目的。然后结合天文图像灰度及梯度的稀疏先验分布特性,提出一种针对高超星图的正则化非盲复原模型,利用分裂布雷格曼迭代法等算法迭代估计清晰图像。将本算法与传统星图复原算法、其他最新正则化复原算法进行星图复原与导航效果比较,结果表明本算法复原效果最佳,且能明显改善星点识别正确率及质心坐标计算精度,可用于大幅提高超声速飞行器在平流层中的天文导航适应性及导航精度。     

基于信息融合的大椭圆轨道卫星组合导航方法

为了实现大椭圆轨道卫星自主、连续的导航信息输出,提出了一种天文导航与GPS导航相结合的组合导航方法。单纯的以星光仰角为观测量的天文导航方法在近地点由于动力学特性变化剧烈,其导航精度严重下降。而能够实现高精度导航的GPS导航方法,受到导航卫星高度的限制,GPS信号无法较好地覆盖远地点。考虑到两种方法的特点,本文采用UKF滤波方法进行信息融合。当卫星进入近地点附近,主要通过GPS实现精确导航,同时通过信息融合修正估计方差阵,进而对天文导航估计进行修正。当卫星在远地点时,则主要采用天文导航方法。仿真结果表明,所提出的组合导航方法,能够弥补两种导航方法的不足,实现整个卫星在轨运行中自主、连续的导航信息输出,其导航精度较单纯的天文导航方法提高61.2%～82.7%。     

“追星”艰难之旅

在上世纪90年代以前,人们主要通过地面天文观测研究小行星,同时还通过对陨落到地面的小行星碎片进行研究,从而得到小行星物质组成和化学成分。而当前,随着人类深空探索的深入,关于小行星的探测也日益增多。美国、欧洲和日本先后发射了多颗小行星探测器。有的甚至实现了小行星表面物质的取样返回。那么,我们是如何使用小行星探测器进行探测的？从地球飞往小行星的“星途”又有怎样的艰难呢？     

红外空间观测卫星

已获欧空局资助的红外空间观测卫星（ＩＳＯ）将使天文学家在２．５～２００μｍ的波长范围内以前所未有的灵敏度更详尽地探测从太阳系到遥远的银河系以外的天体，卫星主要由一台大型液氦低温恒温器，一台主镜直径为６０ｃｍ的望远镜和４台科学仪器构成，仪器部分包括：成像光偏振计（２．５～２００μｍ）相机（２．５～１７μｍ），短波光谱仪（２．５～４５μｍ）及长波光谱仪（４５～１８０μｍ）。这些仪器将由欧空局联合研究机     

"文曲星"的故事

中国古时文人最敬仰的星象是“文昌星君”或者说是“文曲星”，一些古典小说中总是把状元说是文曲星“下凡”。在《儒林外史》第三回中，穷秀才范进一向潦倒，一日中举后却因兴奋过头而发了疯，不知就里的乡亲要他的岳父胡屠夫去打醒他，可是平时对女婿横挑鼻子竖挑眼的这个杀猪人，此时却认为他“是天上的星宿。