月球着陆器悬停阶段相对自主导航方法

月球着陆器着陆阶段导航信息分析是实现安全软着陆月面的一个关键.针对悬停阶段导航信息的要求,根据月球着陆器携带的仪器设备及其获取月面信息的特点,利用激光测距仪和光学导航相机进行光学相对导航.首先建立相对导航坐标系;其次根据各个坐标系之间的关系确定各转换矩阵和导航信息,估算着陆器相对月面着陆点的位置和姿态;最后通过仿真实验对该方法进行验证.结果表明,将激光测距仪和光学导航相机在着陆悬停阶段获取的月面信息进行融合,能快速、精确进行相对位置、姿态计算;对我国下一步的探月有重要应用价值,并可应用于火星探测和其他小行星探测的软着陆的近距相对导航.      

航天器非合作目标相对导航的联邦滤波算法研究

提出了一种适用于空间机器人在轨对非合作目标进行测量的“激光测距仪+可见光 测角相机”组合的联邦卡尔曼滤波相对导航算法。分析了激光测距仪和可见光相机进行非合 作目标测量时存在的问题,为此设计了一套包括分别基于测角信息和测距信息的子滤波器, 以及进行子滤波器数据融合的主滤波器在内的联邦卡尔曼滤波器,并提出了具体的判据来对 子滤波器进行“条件重置”。仿真实验数据表明该联邦卡尔曼滤波器能够在部分目标测量设 备的输出出现暂时故障情况下输出较为平稳的相对导航数据,并且滤波算法具有较好的容错 性。
     

手持式激光测距仪"测距标准偏差综合评定"的扩展不确定度

在确定的函数关系(数学模型)中,因变量(输出量)随自变量(输入量)的变化规律完全由数学逻辑所确定,自变量到因变量的传递系数(灵敏系数)也可由因变量的标准差和自变量的标准差之比所决定,而与自变量的来历(测量的或者给定的)没有关系[1].本文根据这一基本原理,采用模拟自变量随机变化的方法,成功计算了手持式激光测距仪的测距固定偏差和比例偏差系数的测量不确定度,从而计算出测距标准差综合评定的扩展不确定度,同时解决了复杂的数学模型中多个输入量到输出量的灵敏系数和输出量的不确定度的计算问题.     

激光技术应用综述

在论述激光的主要特性基础上，主要介绍了激光雷达、激光引信、激光图像记录仪等的工作原理、应用范围和发展水平。     

月球车激光测距仪校准技术的探索

探讨了作为月球车感知部分的激光测距仪的外部参数校准问题 ,提出了一种借助于摄像机对激光测距仪进行校准的方法。本文描述了整个校准过程 ,列举了相关的计算公式 ,介绍了所采用的视觉处理技术 ,并通过试验和计算机仿真 ,验证了这种方法的有效性     

一种星载激光测距仪姿态的确定方法及误差分析

激光测距仪与立体测绘相机在对地目标定位方面具有较强的互补性,将两者结合可以获取较高的地面目标三维定位精度。利用激光测距仪辅助立体测绘相机实现全球大比例尺无控测图是当今测绘卫星的发展方向。激光测距仪的定位精度主要受俯仰角和侧摆角的影响,由于失重、热交变、微振动等外界环境的影响以及激光器发射激光束存在自身抖动,星载激光测距仪的激光出射方向是不断变化的。为实现高精度地面目标定位,满足大比例尺测绘需求,需要对激光出射方向进行精确测量。文章提出了一种基于足印记录相机的激光测距仪姿态确定方法,该方法采用足印记录相机、地相机图像联合处理的技术,解决了激光测距仪姿态角和激光指向高精度确定问题。通过误差分析,该方法能够满足1︰10 000比例尺定位精度的要求。     

激光测距仪在卫星摄影测量中的应用

介绍了卫星激光测距仪的工作原理,阐明了其在卫星摄影测量中应用的必要性,以及在摄影测绘卫星中所起的作用。     

光纤基线标定激光测距仪的方法研究

提出利用光纤基线代替野外基线标定激光测距仪的方法,将室外基线引入到室内。研究激光到光纤耦合方法并选取适当的耦合元件参数,搭建稳定的激光器到光纤高效耦合平台。对3段不同长度光纤基线进行了光程长度测量实验,分析了光波长、温度、聚焦透镜、色散等因素对测量结果的影响。实验获得了稳定的测量数据,测量结果偏差在2mm以内,验证了方法的可行性。     

微小型飞行器室内激光/INS融合定位方法研究

针对激光测距仪精度高、抗干扰能力强等优点,选用二维激光测距仪为外部传感器,辅助MIMU(微惯性测量组合)组成微小型飞行器的室内导航系统;结合留点(Residue Points)、Cox和IDC算法特点,设计了R-I-C(留点、IDC和Coxl)匹配算法组合策略(R-I-C激光扫描匹配算法),采用Kalman(卡尔曼)滤波器进行激光/MIMU融合定位;最后,在以ARM为核心处理器的硬件平台上进行定位仿真。仿真结果表明:R-I-C算法满足设计要求;激光/MIMU融合定位方法具有良好的性能,能实现微小型飞行器的室内高精度定位。     

30年前留在月面的仪器尚在工作

３０年前，阿波罗－１１飞船的航天员留在月球表面的一台仪器至今还在向地球提供科学数据。这台仪器叫做“月球激光测距仪”。科学家们用这台仪器测得的精确数据分析，发现月球正在远离地球，地球形状正在发生变化。这些变化极其微小，没有月球激光测距仪这种前所未有的极高精度的测量是察觉不到的。科学家还利用月球激光测距仪验证了爱因斯坦相对论的若干预言。月球测距仪实际上是一台激光反射器，其作用是反射从地球射来的激光束。通过测量激光束脉冲从地球到月球，再从月球返回地球的时间，计算出地月之间的距离。该激光测距仪与其他留在…