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面向微小卫星的可见光地球敏感器设计 被引量:6
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作者 郭振东 王昊 +2 位作者 应鹏 王俊 金仲和 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1400-1405,共6页
可见光地球敏感器是卫星姿态控制系统中一个重要的姿态测量器件。基于CMOS图像传感器,设计一套面向微小卫星的可见光地球敏感器,设计的该地球敏感器具有结构简单、体积小、重量轻、功耗低的特点。本文从地球敏感器的工作原理出发,提出... 可见光地球敏感器是卫星姿态控制系统中一个重要的姿态测量器件。基于CMOS图像传感器,设计一套面向微小卫星的可见光地球敏感器,设计的该地球敏感器具有结构简单、体积小、重量轻、功耗低的特点。本文从地球敏感器的工作原理出发,提出了整个敏感器的构架,并完成了整套系统的软硬件设计。在图像处理过程中,采用一种新的快速Hough变换,极大提高了姿态测量的速度。测试结果表明该地球敏感器的测量精度约为0.1°,很好满足了微小卫星姿控系统对精度的要求。 展开更多
关键词 地球敏感器 微小卫星 CMOS图像传感 HOUGH变换
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基于地球敏感器和加速度计的月球车自主定向算法研究 被引量:6
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作者 岳富占 崔平远 +1 位作者 崔祜涛 居鹤华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期553-557,共5页
月球车定向是月球车导航的一个重要组成部分,它是月球车定位的基础和前提。针对这一问题,提出了一种适用于月球车长时间、长距离导航的绝对定向算法。该算法利用非线性最小二乘平差原理对CCD地球敏感器成像进行处理,实现了在月球表面CC... 月球车定向是月球车导航的一个重要组成部分,它是月球车定位的基础和前提。针对这一问题,提出了一种适用于月球车长时间、长距离导航的绝对定向算法。该算法利用非线性最小二乘平差原理对CCD地球敏感器成像进行处理,实现了在月球表面CCD地球敏感器的矢量观测功能。结合加速度计的测角原理,实现了航向角确定。以理论分析和实际推算描述了该定向方法的具体实现过程,最后以仿真结果验证了该方案的可行性,为未来我国月球探测中月球车的实际应用提供了技术参考。 展开更多
关键词 CCD地球敏感器 加速度计 最小二乘平差 月球车 航向角
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广角红外地球敏感器光学系统设计及畸变校正 被引量:4
3
作者 周昊 邓楼楼 +5 位作者 吕政欣 田信灵 左富昌 王伟华 李连升 盖芳钦 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期257-261,共5页
为了满足低轨道航天器姿态轨道控制系统对小型化地球敏感器的需求,对广角长波红外地球敏感器光学系统设计及成像畸变校正技术进行了研究。广角长波红外光学系统采用反远距结构形式,由三片锗透镜实现140°的视场角,光学系统工作波段... 为了满足低轨道航天器姿态轨道控制系统对小型化地球敏感器的需求,对广角长波红外地球敏感器光学系统设计及成像畸变校正技术进行了研究。广角长波红外光学系统采用反远距结构形式,由三片锗透镜实现140°的视场角,光学系统工作波段为14μm^16.25μm,F数为0.8。广角长波红外光学系统体积小、结构简单,并且成像质量良好,实现了红外地球敏感器光学系统的小型化高精度设计。采用分视场区间分别建立畸变校正公式的方法来实现光学系统成像畸变校正,校正精度优于像元尺寸的1/5,可满足敏感器产品姿态测量的需求。 展开更多
关键词 地球敏感器 光学系统 广角 畸变校正
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天体对卫星红外地球敏感器干扰的研究 被引量:11
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作者 李于衡 李建勇 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期58-65,共8页
我国在轨运行的卫星多次因红外地平仪受天体的干扰而出现姿态异常的情况.本文介绍了各种红外地平仪工作原理,分析了它们受干扰的原因,给出了精确预报的方法,并在此基础上提出了相应的抗干扰措施,有些已成功运用到在轨运行的卫星上.
关键词 天体 卫星 红外地球敏感器 工作原理 抗干扰 姿态控制系统
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红外地球敏感器电磁兼容性测试用地球模拟器的研究 被引量:2
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作者 王凌云 张国玉 +2 位作者 王醒华 徐熙平 苏拾 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第z1期317-322,共6页
红外地球敏感器地面标定试验的精度高低,将直接影响到卫星在轨道上的工作精度.地球模拟器是卫星姿态测量控制关键部件红外地球敏感器的一项重要地面模拟试验与精度标定设备.详细介绍了摆动扫描式红外地球敏感器整机电磁兼容性试验专用... 红外地球敏感器地面标定试验的精度高低,将直接影响到卫星在轨道上的工作精度.地球模拟器是卫星姿态测量控制关键部件红外地球敏感器的一项重要地面模拟试验与精度标定设备.详细介绍了摆动扫描式红外地球敏感器整机电磁兼容性试验专用性能测试甩的地球模拟器的组成和总体结构,针对用于同步和较低的轨道卫星地面测试,研究的地球模拟器针对卫星二个轨道高度35 786 km 和21 500 km,采用可更换地球光阑的方案,能够提供两种地球张角(17.46°和26.54°),实现了地面上模拟卫星在太空中所看到的地球.该问题的研究对提高摆动扫描式红外地球敏感器卫星地面性能测试水平具有重要意义. 展开更多
关键词 红外地球敏感器 地球张角 地球模拟
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基于伪陀螺/磁强计/地球敏感器的微卫星姿态自适应确定方法 被引量:2
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作者 郁丰 刘建业 +1 位作者 熊智 段方 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期108-110,共3页
以伪陀螺、磁强计与地球敏感器构成的姿态测量系统为基础,设计了自适应扩展卡尔曼滤波算法.对轨道倾角不同的两种卫星的定姿性能进行了仿真,结果表明,该方案的滚动与俯仰角精度达到0.05°,航向角优于0.4°,且随轨道倾角的减小... 以伪陀螺、磁强计与地球敏感器构成的姿态测量系统为基础,设计了自适应扩展卡尔曼滤波算法.对轨道倾角不同的两种卫星的定姿性能进行了仿真,结果表明,该方案的滚动与俯仰角精度达到0.05°,航向角优于0.4°,且随轨道倾角的减小而改善;当地球敏感器发生故障时,大倾角轨道的卫星滚动与俯仰角精度优于0.5°,航向精度约1°;同时自适应滤波方法能显著地提高姿态确定的性能. 展开更多
关键词 伪陀螺 磁强计 地球敏感器 徽卫星 自适应卡尔曼滤波
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Elman神经网络的红外地球敏感器实时故障诊断 被引量:2
7
作者 岑朝辉 魏蛟龙 +1 位作者 蒋睿 刘熊 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期504-509,共6页
以卫星姿控系统实时仿真信号为诊断依据,设计故障检测Elman神经网络及故障判决,实现系统正常与非正常状态的区分并获取故障发生时刻。提出了基于改进梯度更新策略的故障隔离Elman神经网络方法,对故障时刻点之后时域信号进行故障模式匹配... 以卫星姿控系统实时仿真信号为诊断依据,设计故障检测Elman神经网络及故障判决,实现系统正常与非正常状态的区分并获取故障发生时刻。提出了基于改进梯度更新策略的故障隔离Elman神经网络方法,对故障时刻点之后时域信号进行故障模式匹配,进一步实现系统故障隔离。运用某卫星姿态控制系统进行在线故障诊断试验的结果表明,本文方法具有较好的实时有效性、输出耦合诊断性能、时域信号诊断泛化性和网络收敛性。 展开更多
关键词 故障检测 故障隔离 ELMAN神经网络 实时故障诊断 红外地球敏感器
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红外地球敏感器的技术发展趋势 被引量:6
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作者 何丽 胡以华 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第7期4-6,10,共4页
姿态控制系统是卫星得以持续正常工作的保证,红外地球敏感器是卫星姿态控制系统的重要部件之一。简要说明了红外地球敏感器的基本原理和构成。通过几种典型国外产品的介绍说明了当前国外地球敏感器的发展现状,最后,对红外地球敏感器的... 姿态控制系统是卫星得以持续正常工作的保证,红外地球敏感器是卫星姿态控制系统的重要部件之一。简要说明了红外地球敏感器的基本原理和构成。通过几种典型国外产品的介绍说明了当前国外地球敏感器的发展现状,最后,对红外地球敏感器的发展趋势进行了简要分析。 展开更多
关键词 红外地球敏感器 姿态控制系统 卫星
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中国海洋一号卫星红外地球敏感器受日、月干扰的机理分析及软件保护措施 被引量:2
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作者 刘新彦 云奔 +1 位作者 梅志武 李果 《航天器工程》 2003年第3期111-119,共9页
中国海洋一号卫星使用的红外地球敏感器为圆锥扫描式,根据轨道的特性和在星上的安装位置,信息输出要受到太阳光线和月亮反射光线的干扰。本文分析了圆锥扫描式红外地球敏感器在轨飞行中受太阳和月亮光线干扰的机理,并给出卫星在轨观测... 中国海洋一号卫星使用的红外地球敏感器为圆锥扫描式,根据轨道的特性和在星上的安装位置,信息输出要受到太阳光线和月亮反射光线的干扰。本文分析了圆锥扫描式红外地球敏感器在轨飞行中受太阳和月亮光线干扰的机理,并给出卫星在轨观测数据及理论分析和数学仿真结果,提出在轨运行中避免日、月光影响的保护措施。 展开更多
关键词 中国海洋一号卫星 红外地球敏感器 软件保护 太阳 月亮 干扰
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扫描式红外地球敏感器抗干扰技术研究 被引量:2
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作者 刘伟 胡以华 吴永华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第S2期703-706,共4页
介绍了卫星姿态敏感器的重要作用,总结了国内外相关机构对红外地球敏感器受扰状况的分析及相关技术。针对红外地球敏感器容易受扰的现实,以扫描式红外地球敏感器为例,详细分析了各种抗干扰原理及相关技术措施,强调了考虑星上敏感器采取... 介绍了卫星姿态敏感器的重要作用,总结了国内外相关机构对红外地球敏感器受扰状况的分析及相关技术。针对红外地球敏感器容易受扰的现实,以扫描式红外地球敏感器为例,详细分析了各种抗干扰原理及相关技术措施,强调了考虑星上敏感器采取抗干扰措施的必要性,对红外地球敏感器的抗干扰设计有一定的指导作用。 展开更多
关键词 抗干扰技术 扫描式红外地球敏感器 姿态控制 姿态测量
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面阵静态红外地球敏感器现场标定 被引量:2
11
作者 王伟华 邓楼楼 +1 位作者 谭民涛 黄澜 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2016年第3期49-52,57,共5页
针对面阵静态红外地球敏感器的现场标定,提出基于规则小孔平面靶标的现场标定方法.将小孔平面靶标固定放置于面源黑体前方,在光学视场测量空间内,多次调整红外地球敏感器的摆放位置,以采集多幅不同位置、不同角度的红外靶标光点图像.使... 针对面阵静态红外地球敏感器的现场标定,提出基于规则小孔平面靶标的现场标定方法.将小孔平面靶标固定放置于面源黑体前方,在光学视场测量空间内,多次调整红外地球敏感器的摆放位置,以采集多幅不同位置、不同角度的红外靶标光点图像.使用等高层最小二乘椭圆拟合方法精确提取靶标红外光点的中心坐标,获得特征点信息.利用红外靶标图像和图像特征点计算面阵静态红外地球敏感器光学系统的焦距和主点坐标.试验结果表明,该标定方法简单灵活有效,便于调试现场操作.目前,该方法已在面阵静态红外地球敏感器研究中得到应用. 展开更多
关键词 红外地球敏感器 现场标定 平面靶标 红外光点 视觉测量
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摆动式红外地球敏感器故障建模与仿真 被引量:3
12
作者 常建松 刘新彦 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期8-18,26,共12页
为满足精细化建模和故障仿真验证需求,根据摆动式红外地球敏感器的工作原理,对其进行功能模块划分,分析各模块主要故障模式,建立基于物理机理的故障数学模型,编写仿真程序进行正常和故障仿真验证。结果表明所建立的地球敏感器精细化故... 为满足精细化建模和故障仿真验证需求,根据摆动式红外地球敏感器的工作原理,对其进行功能模块划分,分析各模块主要故障模式,建立基于物理机理的故障数学模型,编写仿真程序进行正常和故障仿真验证。结果表明所建立的地球敏感器精细化故障模型,能够正确计算姿态角,反映内部各模块间信息传递关系,还能有效地模拟各种故障模式,可以应用于卫星控制系统仿真测试和故障诊断等方面。 展开更多
关键词 红外地球敏感器 模块划分 故障模式分析 故障建模 仿真验证
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摆动扫描式地球敏感器电信号源研究 被引量:4
13
作者 斯祝华 丰平 朱莲枝 《空间控制技术与应用》 2013年第5期29-33,57,共6页
摆动扫描式地球敏感器常采用电信号源作为激励参与卫星地面测试.为更真实揭示敏感器自身特性以及减小信号源误差,推导了敏感器测量方程和扫描方程,分析了电信号源的误差来源,并提出了改进的地球敏感器信号源实现算法.该方法概念清晰,计... 摆动扫描式地球敏感器常采用电信号源作为激励参与卫星地面测试.为更真实揭示敏感器自身特性以及减小信号源误差,推导了敏感器测量方程和扫描方程,分析了电信号源的误差来源,并提出了改进的地球敏感器信号源实现算法.该方法概念清晰,计算量小.试验测试结果表明该算法提高了地球敏感器信号源精度. 展开更多
关键词 地球敏感器 电信号源 算法
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基于恒星地球敏感器的空间飞行器自主导航系统 被引量:1
14
作者 宓莎 杜红棉 +1 位作者 马铁华 王俊峰 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2011年第4期8-12,共5页
空间飞行器长时间在轨飞行将引起其惯性导航系统的漂移,因此需要采用自主导航、地面测控等方法进行修正。在对现有的航天器自主导航方法研究的基础上,选用技术较成熟基于状态模型的星敏感器+地球敏感器模式的自主导航系统。并对自主导... 空间飞行器长时间在轨飞行将引起其惯性导航系统的漂移,因此需要采用自主导航、地面测控等方法进行修正。在对现有的航天器自主导航方法研究的基础上,选用技术较成熟基于状态模型的星敏感器+地球敏感器模式的自主导航系统。并对自主导航系统的构成、模型的建立、以及滤波算法的选择等问题进行了研究。最后分析了星敏感器的采样周期、采样弧长、敏感器精度对自主导航系统精度的影响。自主导航系统对于拓展航天运输系统在空间领域的应用、提升航天运输系统的地位和作用有重大意义。 展开更多
关键词 自主导航 敏感 地球敏感器 空间飞行
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摆动式扫描红外地球敏感器在轨探头级备份工作研究 被引量:2
15
作者 雷仲谋 李建平 陈国宇 《空间控制技术与应用》 2013年第6期40-44,52,共6页
针对摆动式扫描红外地球敏感器两个探测器工作时输出弦宽信息的特点以及现役通信卫星的一般配置,提出了使用两个探测器信息进行姿态确定及利用双份地球敏感器进行探头级备份工作的方法,该方法在工程实现上简单易行,实现精度较高,且提高... 针对摆动式扫描红外地球敏感器两个探测器工作时输出弦宽信息的特点以及现役通信卫星的一般配置,提出了使用两个探测器信息进行姿态确定及利用双份地球敏感器进行探头级备份工作的方法,该方法在工程实现上简单易行,实现精度较高,且提高了在轨卫星地球敏感器的使用可靠性及冗余度. 展开更多
关键词 摆动式扫描红外地球敏感器 探头级备份 姿态确定 可靠性
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红外地球敏感器整机EMC试验测试设备(英文) 被引量:1
16
作者 闫俊岑 车英 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期3894-3897,共4页
在不同的型号任务中,对摆动扫描式红外地球敏感器在电磁干扰的环境中所达到的抗干扰能力需要进行考核。详细介绍了便携式摆动扫描式红外地球敏感器整机EMC试验专用性能测试设备的总体结构及主要部分结构设计,该设备能考核地球敏感器的... 在不同的型号任务中,对摆动扫描式红外地球敏感器在电磁干扰的环境中所达到的抗干扰能力需要进行考核。详细介绍了便携式摆动扫描式红外地球敏感器整机EMC试验专用性能测试设备的总体结构及主要部分结构设计,该设备能考核地球敏感器的整机性能指标,给出红外辐射信号,全面考核产品的光、机、电性能。所设计的地球模拟器针对卫星35 786 km和21 500 km两个轨道高度,采用可更换地球光阑的方案,提供17.46°和26.54°两种地球张角,所研究的测试设备实现了在地面上模拟卫星在太空中所看到的地球,供星上红外地敏在地面上测试性能使用。 展开更多
关键词 EMC 红外地球敏感器 地球
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红外地球敏感器测量值修正算法及其应用研究 被引量:2
17
作者 李明群 魏春岭 袁军 《空间控制技术与应用》 2008年第5期26-30,共5页
圆锥扫描式红外地球敏感器常用于测算地心矢量,而地球扁率影响地心矢量精度。研究了基于地球扁率的地心矢量的修正算法,并将该方法应用于双圆锥红外地球敏感器,给出了考虑扁率的地心矢量计算方法。仿真结果表明,该方法能有效地提高地心... 圆锥扫描式红外地球敏感器常用于测算地心矢量,而地球扁率影响地心矢量精度。研究了基于地球扁率的地心矢量的修正算法,并将该方法应用于双圆锥红外地球敏感器,给出了考虑扁率的地心矢量计算方法。仿真结果表明,该方法能有效地提高地心矢量的计算精度。 展开更多
关键词 地球扁率 地心矢量 圆锥扫描式红外地球敏感器 双圆锥
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红外地球敏感器地面静电放电模拟试验方法研究 被引量:2
18
作者 齐春子 刘旭力 《空间控制技术与应用》 2008年第5期8-11,共4页
设计了红外地球敏感器的地面模拟卫星静电放电试验方法。对卫星的空间环境以及结构特点的分析结果表明,地球同步静止轨道卫星表面存在静电放电的可能性。通过静电放电试验找到了红外地球敏感器易受干扰的部位并提出了解决措施。
关键词 静电放电 红外地球敏感器 地面试验
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地球敏感器成像仿真与检测方法 被引量:2
19
作者 张笃周 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期42-47,共6页
针对地球敏感器的设计与仿真需求,研究了地球椭球成像、大气轮廓、晨昏线及背景星空成像,实现了高精度地球敏感器成像仿真;并在此基础上比较实验了圆拟合、椭圆拟合等不同地球边界拟合及地心检测算法的性能,根据系统在轨运行特点,提出... 针对地球敏感器的设计与仿真需求,研究了地球椭球成像、大气轮廓、晨昏线及背景星空成像,实现了高精度地球敏感器成像仿真;并在此基础上比较实验了圆拟合、椭圆拟合等不同地球边界拟合及地心检测算法的性能,根据系统在轨运行特点,提出了分步地球图像检测算法.一方面克服单纯圆拟合方法带来的地球扁率误差,另一方面利用轨道先验知识克服椭圆拟合过程中的长轴不稳定性.仿真实验证明,该方法有效地提高了敏感器检测精度及系统鲁棒性,并且时间复杂度低,满足在轨要求,能够有效促进各型地球敏感器的性能提升. 展开更多
关键词 地球敏感器 成像仿真 椭圆拟合 目标检测 误差分析
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利用摆动地球敏感器两个探测器输出的姿态确定 被引量:4
20
作者 刘新彦 《空间控制技术与应用》 2008年第2期14-17,54,共5页
摆动地球敏感器是地球同步通信卫星控制系统的重要部件。这种敏感器主要用于卫星的姿态测量,测量量作为控制系统的输入信号计算控制输出量。摆动地球敏感器有4个探测器,目前在轨卫星的基本使用方法均为至少使用3个探测器的测量信息进行... 摆动地球敏感器是地球同步通信卫星控制系统的重要部件。这种敏感器主要用于卫星的姿态测量,测量量作为控制系统的输入信号计算控制输出量。摆动地球敏感器有4个探测器,目前在轨卫星的基本使用方法均为至少使用3个探测器的测量信息进行姿态确定。本文给出了使用2个探测器测量确定卫星姿态的计算方法,并结合实际情况给出了使用策略。这种姿态确定方法大大拓宽了地球敏感器的使用范围,增加了地球敏感器的冗余性,延长了部件的使用寿命。 展开更多
关键词 摆动地球敏感器 探测 姿态 地球同步轨道卫星
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