海态动态校准系统的星跟踪设备研制

摘要

本文研制的星跟踪设备为某海态动态校准系统的主要组成部分。该系统通过识别恒星来连续解算输出固联运动载体的高精度三维姿态角，以考核在真实海况下局部基准（动态航姿仪）的自对准精度以及子惯导（捷联惯组）的传递对准精度等，对武器命中精度的提高具有重要作用。星跟踪设备用来实现对预定恒星的初始搜索、捕获，继而自主跟踪，其输出数据用于天文导航及姿态解算，是该校准系统的主要模块。
　　星跟踪设备主机包括横竖轴轴系、电机、测角元件及面阵CCD相机、镜头等。横竖轴轴系均采用力矩电机直接驱动，以提高单机的低速和跟踪性能；考虑到五级海况下高湿度、高盐雾的恶劣环境，方位和俯仰测角单元均采用绝对零位式感应同步器作为测角元件。本文运用三维设计软件 PRO/E进行结构设计，并对整体结构的薄弱环节进行了模态有限元分析。
　　星跟踪设备控制系统的各功能模块单元包括 GPS接收与同步信号收发单元（GPS接收板、可编程同步信号收发器）、测角单元（感应同步器测角）、随动单元（直流力矩电机、电机驱动器、运动控制卡）、图像处理单元（面阵CCD相机、图像采集卡）、环境检测单元、工控机和电源适配器等。本文详细研究了GPS接收与同步信号收发单元、测角单元和环境检测单元的设计。

目录

海态动态校准系统的星跟踪设备研制

DEVELOPMENT OF A STAR TRACKER OF A DYNAMIC OFFSHORE CALIBRATION SYSTEM

摘要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外导航技术发展现状

1.3 星跟踪设备研制方案

1.4 本课题的主要研究内容

第2章 星跟踪设备结构设计

2.1 引言

2.2 机械结构设计

2.3 负载力矩的计算

2.4 框架的模态有限元分析

2.5 结构样机示意

2.6 本章小结

第3章 感应同步器测角单元设计

3.1 引言

3.2 跟踪鉴幅型感应同步器测角原理

3.3 感应同步器的测角单元结构设计

3.4 感应同步器测角单元硬件设计

3.5感应同步器测角单元误差修正

3.6本章小结

第4章 GPS与同步信号收发和环境检测单元设计

4.1 引言

4.2 GPS与同步信号收发单元设计

4.3 环境检测单元设计

4.4 C8051F120软件设计

4.5 本章小结

第5章 实验及测试数据

5.1 引言

5.2 主机安装精度测量

5.3 主机测角误差测量

5.4 望远镜定位误差测量

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢

个人简历