空间目标监视系统载荷视线确定技术研究

摘要

随着人类航天技术的不断发展，航天任务对卫星有效载荷视线确定的精度要求越来越高。卫星有效载荷视线确定是空间目标监视系统的重要组成和关键技术。卫星有效载荷视线确定的精度直接影响目标的定位精度，从而影响空间目标监视系统的整体性能。本文针对这一关键问题，围绕卫星有效载荷视线确定的相关问题，从成像载荷的星图识别、整体摆扫相机视线确定技术和反射镜摆扫相机视线确定技术等方面展开研究，对卫星有效载荷视线确定技术做了详细的论述，具体研究内容如下：
　　（1）第二章介绍了卫星有效载荷视线确定技术的基础理论。分别介绍了整体摆扫和扫描镜摆扫两类相机的成像模型，分析了卫星有效载荷视线确定中的主要误差因素。最后，提出了卫星有效载荷视线确定的技术流程。
　　（2）第三章研究了基于成像载荷的星图识别算法。结合成像载荷的星图特点,提出了基于成像载荷的导航星快速选取算法，并对传统恒星三角形识别算法进行改进，实现了基于成像载荷的恒星快速识别匹配，为卫星有效载荷视线确定奠定基础。
　　（3）第四章研究了整体摆扫相机视线确定技术。针对整体摆扫相机的视轴指向误差特点，首先提出了利用等效姿态失配角进行载荷视线确定的方法，通过理论分析、实验仿真证明该方法的可行性。然后提出了将激光陀螺直接安装于相机本体结合相机观测的视轴滤波方法，有效消除了卫星位置速度、平台姿态、指向机构转动角及相机安装等误差因素在视线确定中的影响。
　　（4）第五章研究了反射镜摆扫相机视线确定技术。针对反射镜摆扫相机内部指向机构形变复杂的特点，首先提出了基于等效热变形建模的载荷视线确定方法。通过研究相机内部成像过程，建立了完整链路的热变形模型，利用数值仿真的方法对模型化简，简化了模型的复杂度。然后提出了基于通用成像模型的载荷视线校正方法。结合扫描相机的特点，提出了分块插值校正的视线确定算法，有效解决了特征点分布不均匀条件下视线校正精度不高的问题。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状和发展趋势

1.3 论文的创新点和研究重点

1.4 论文结构安排

第二章 卫星有效载荷视线确定技术的理论基础

2.1 引言

2.2 传感器成像模型

2.3 卫星有效载荷视线确定误差分析

2.4 卫星有效载荷视线确定技术流程

2.5 本章小结

第三章 基于成像载荷的星图识别算法

3.1 引言

3.2 导航星选取算法

3.3 恒星三角形识别简化算法

3.4 本章小结

第四章 整体摆扫相机视线确定技术

4.1 引言

4.2 基于等效失配角的有效载荷视线确定技术

4.3 基于视轴滤波的有效载荷视线确定技术

4.4 本章小结

第五章 反射镜摆扫相机视线确定技术

5.1 引言

5.2 基于热变形模型的有效载荷视线确定技术

5.3 基于通用成像模型的有效载荷视线确定技术

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果