《彈載星敏感器原理及系統套用》是2010年國防工業出版社出版的圖書，作者是劉朝山
基本介紹
- 作者：劉朝山著
- 出版社：國防工業出版社
- ISBN：9787118068863
- 出版時間：2010-06-01
- 版次：1
- 頁數：305
- 裝幀：平裝
- 開本：16開
- 所屬分類：圖書>科技>一般工業技術
內容簡介,適用範圍,
內容簡介
《彈載星敏感器原理及系統套用》較為詳細地介紹了星敏感器的原理及組成，第l章介紹了星光導航的坐標系、星等、時間等基本概念。第2章介紹星敏感器原理，分析了星像提取的各項關鍵技術，如像平面快速掃描、連通分析，質心提取算法；分析了透光孔徑、曝光時間、視場大小、焦距、像元大小、姿態精度、動態、星等閾值的關係。提出了較大的視場、較短的曝光時間對恆星的可獲性和增加動態範圍是有益的論點。第3章主要介紹三角形星圖匹配算法及其改進技術，系統地分析了導航星提取、模式特徵提取、星庫生成、星庫檢索等方法。第4章研究了基於雙星敏感器/慣性的飛彈姿態解算和誤差模型；以星光/光纖陀螺捷聯慣導組合為依託，研究了具有強跟蹤特性的濾波算法。第5章介紹了現有星光/慣性組合系統修正慣性基準漂移誤差和初始定向定位誤差分離方法，研究了基於星敏感器的全自主星光_/FSINS系統的誤差分離與導航參數補償算法。各關鍵知識點均附有相應的MATLAB代碼，以供參考。
適用範圍
本書既可以為從事導航技術研究的工程技術人員提供參考，也可作為相關專業研究生、本科生的教材和參考書。
目錄
彈載星敏感器原理及系統套用
第1章 星光導航基礎……………………1
1.1 恆星參考系……………………1
1.2 國際天球參考系……………………2
1.3 運動的瞬時參考架……………………2
1.4 時間系統……………………3
1.4.1 恆星時……………………4
1.4.2 世界時……………………4
1.4.3 曆書時……………………6
1.4.4 原子時、協調時、力學時……………………6
1.4.5 時間和地理經度……………………7
1.4.6 儒略日……………………8
1.5 天球坐標系……………………10
1.5.1 天球基本點、線、圈……………………10
1.5.2 天球坐標……………………11
1.5.3 天球坐標變換關係……………………14
1.6 恆星的位置……………………14
1.6.1 幾種恆星位置……………………15
1.6.2 影響恆星位置的各種因素……………………16
1.7 用直角坐標法精確計算恆星的視位置……………………19
1.7.1 恆星自行和視差修正……………………19
1.7.2 周年光行差的修正……………………21
1.7.3 歲差、章動改正……………………21
1.8 恆星輻射模型……………………25
1.8.1 恆星光譜型……………………25
1.8.2 恆星的輻射能量……………………26
1.8.3 星等與輻射能量的關係……………………26
1.9 常用星表……………………31
參考文獻……………………33
第2章 彈載星敏感器原理……………………35
2.1 引言……………………35
2.2 星敏感器原理……………………36
2.2.1 圖像感測器在星敏感器中的套用現狀……………………36
2.2.2 APS在星敏感器中的套用優勢……………………37
2.2.3 APS星敏感器研究現狀……………………38
2.2.4 APS結構與工作原理……………………39
2.3 星敏感器系統的主要技術指標……………………46
2.3.1 視場……………………46
2.3.2 測量精度……………………46
2.3.3 星等探測靈敏度……………………48
2.3.4 導航星庫大小……………………49
2.3.5 更新速率、體積與質量……………………50
2.4 描述圖像感測器的主要參數……………………50
2.4.1 像元陣列大小與視場角的關係……………………50
2.4.2 圖像感測器晶片尺寸與焦距的關係……………………51
2.4.3 光學系統參數的確定……………………51
2.5 圖像幾何畸變……………………52
2.5.1 圖像的幾何畸變原理……………………52
2.5.2 畸變的校正……………………53
2.6 星圖圖像預處理技術……………………55
2.6.1 星圖特點和閾值的確定……………………55
2.6.2 星點提取原理……………………57
2.6.3 星像質心細分定位方法……………………60
2.7 星圖子視窗模式……………………66
2.8 提高星像信噪比的方法……………………67
2.9 運動補償濾波……………………70
2.10 星敏感器在軌自校準技術……………………75
2.11 星敏感器系統軟體設計……………………78
2.12 彈載星敏感器系統設計……………………80
2.12.1 彈道式飛彈飛行特徵分析……………………80
2.12.2 APS星敏感器探測能力分析……………………82
2.12.3 探測信噪比估算……………………83
2.12.4 光學孔徑、曝光時間、焦距的關係……………………84
2.12.5 精度分析……………………84
2.12.6 彈載星敏感器系統指標……………………85
參考文獻……………………86
第3章 基於星敏感器的星圖識別算法……………………88
3.1 導航星的篩選……………………88
3.1.1 星等閾值法……………………89
3.1.2 正交格線法……………………94
3.1.3 優先追加法……………………95
3.1.4 Thinning方法……………………95
3.1.5 由彈道挑選導航星的方法……………………97
3.2 星圖識別算法概述……………………100
3.2.1 星圖識別特徵的選取準則……………………101
3.2.2 導航星庫構造方法……………………103
3.2.3 星庫的讀取……………………105
3.3 三角形匹配算法……………………108
3.4 改進的三角形算法……………………110
3.4.1 圓形區域法及其改進……………………111
3.4.2 考慮亮星的三角形構造方法……………………113
3.4.3 剖分算法精簡導航三角形庫技術……………………114
3.4.4 匹配策略的改進———公共邊的四邊形識別算法……………………115
3.4.5 三角形結構特徵的改進方法……………………116
3.5 基於星圖幾何形狀的凸多邊形匹配算法……………………118
3.5.1 基於幾何覆蓋技術構造導航星視場集合……………………119
3.5.2 構造導航星凸多邊形算法Ⅰ……………………123
3.5.3 構造導航星凸多邊形算法Ⅱ……………………125
3.5.4 導航星凸多邊形角距和頂角的定義……………………126
3.5.5 導航星資料庫存儲結構……………………127
3.5.6 基於凸多邊形的星圖識別算法……………………133
3.5.7 仿真試驗及結果分析……………………136
3.6 凸多邊形約束下的三角形識別算法……………………146
3.6.1 構造三角形導航星庫……………………147
3.6.2 三角形特徵矢量選擇方法……………………150
3.6.3 導航星庫的查找方式……………………151
3.7 星跟蹤識別算法……………………153
3.7.1 快速星跟蹤識別算法原理……………………154
3.7.2 仿真結果分析……………………157
3.8 柵格算法……………………158
3.9 傳統識別方法分析……………………159
3.10 基於神經網路技術的星圖識別算法……………………160
3.10.1 輸入樣本的構造……………………160
3.10.2 輸出樣本的構造……………………160
3.10.3 分類器設計思想……………………161
3.10.4 仿真結果……………………162
參考文獻……………………162
彈載星敏感器原理及系統套用
第1章 星光導航基礎……………………1
1.1 恆星參考系……………………1
1.2 國際天球參考系……………………2
1.3 運動的瞬時參考架……………………2
1.4 時間系統……………………3
1.4.1 恆星時……………………4
1.4.2 世界時……………………4
1.4.3 曆書時……………………6
1.4.4 原子時、協調時、力學時……………………6
1.4.5 時間和地理經度……………………7
1.4.6 儒略日……………………8
1.5 天球坐標系……………………10
1.5.1 天球基本點、線、圈……………………10
1.5.2 天球坐標……………………11
1.5.3 天球坐標變換關係……………………14
1.6 恆星的位置……………………14
1.6.1 幾種恆星位置……………………15
1.6.2 影響恆星位置的各種因素……………………16
1.7 用直角坐標法精確計算恆星的視位置……………………19
1.7.1 恆星自行和視差修正……………………19
1.7.2 周年光行差的修正……………………21
1.7.3 歲差、章動改正……………………21
1.8 恆星輻射模型……………………25
1.8.1 恆星光譜型……………………25
1.8.2 恆星的輻射能量……………………26
1.8.3 星等與輻射能量的關係……………………26
1.9 常用星表……………………31
參考文獻……………………33
第2章 彈載星敏感器原理……………………35
2.1 引言……………………35
2.2 星敏感器原理……………………36
2.2.1 圖像感測器在星敏感器中的套用現狀……………………36
2.2.2 APS在星敏感器中的套用優勢……………………37
2.2.3 APS星敏感器研究現狀……………………38
2.2.4 APS結構與工作原理……………………39
2.3 星敏感器系統的主要技術指標……………………46
2.3.1 視場……………………46
2.3.2 測量精度……………………46
2.3.3 星等探測靈敏度……………………48
2.3.4 導航星庫大小……………………49
2.3.5 更新速率、體積與質量……………………50
2.4 描述圖像感測器的主要參數……………………50
2.4.1 像元陣列大小與視場角的關係……………………50
2.4.2 圖像感測器晶片尺寸與焦距的關係……………………51
2.4.3 光學系統參數的確定……………………51
2.5 圖像幾何畸變……………………52
2.5.1 圖像的幾何畸變原理……………………52
2.5.2 畸變的校正……………………53
2.6 星圖圖像預處理技術……………………55
2.6.1 星圖特點和閾值的確定……………………55
2.6.2 星點提取原理……………………57
2.6.3 星像質心細分定位方法……………………60
2.7 星圖子視窗模式……………………66
2.8 提高星像信噪比的方法……………………67
2.9 運動補償濾波……………………70
2.10 星敏感器在軌自校準技術……………………75
2.11 星敏感器系統軟體設計……………………78
2.12 彈載星敏感器系統設計……………………80
2.12.1 彈道式飛彈飛行特徵分析……………………80
2.12.2 APS星敏感器探測能力分析……………………82
2.12.3 探測信噪比估算……………………83
2.12.4 光學孔徑、曝光時間、焦距的關係……………………84
2.12.5 精度分析……………………84
2.12.6 彈載星敏感器系統指標……………………85
參考文獻……………………86
第3章 基於星敏感器的星圖識別算法……………………88
3.1 導航星的篩選……………………88
3.1.1 星等閾值法……………………89
3.1.2 正交格線法……………………94
3.1.3 優先追加法……………………95
3.1.4 Thinning方法……………………95
3.1.5 由彈道挑選導航星的方法……………………97
3.2 星圖識別算法概述……………………100
3.2.1 星圖識別特徵的選取準則……………………101
3.2.2 導航星庫構造方法……………………103
3.2.3 星庫的讀取……………………105
3.3 三角形匹配算法……………………108
3.4 改進的三角形算法……………………110
3.4.1 圓形區域法及其改進……………………111
3.4.2 考慮亮星的三角形構造方法……………………113
3.4.3 剖分算法精簡導航三角形庫技術……………………114
3.4.4 匹配策略的改進———公共邊的四邊形識別算法……………………115
3.4.5 三角形結構特徵的改進方法……………………116
3.5 基於星圖幾何形狀的凸多邊形匹配算法……………………118
3.5.1 基於幾何覆蓋技術構造導航星視場集合……………………119
3.5.2 構造導航星凸多邊形算法Ⅰ……………………123
3.5.3 構造導航星凸多邊形算法Ⅱ……………………125
3.5.4 導航星凸多邊形角距和頂角的定義……………………126
3.5.5 導航星資料庫存儲結構……………………127
3.5.6 基於凸多邊形的星圖識別算法……………………133
3.5.7 仿真試驗及結果分析……………………136
3.6 凸多邊形約束下的三角形識別算法……………………146
3.6.1 構造三角形導航星庫……………………147
3.6.2 三角形特徵矢量選擇方法……………………150
3.6.3 導航星庫的查找方式……………………151
3.7 星跟蹤識別算法……………………153
3.7.1 快速星跟蹤識別算法原理……………………154
3.7.2 仿真結果分析……………………157
3.8 柵格算法……………………158
3.9 傳統識別方法分析……………………159
3.10 基於神經網路技術的星圖識別算法……………………160
3.10.1 輸入樣本的構造……………………160
3.10.2 輸出樣本的構造……………………160
3.10.3 分類器設計思想……………………161
3.10.4 仿真結果……………………162
參考文獻……………………162
