星敏感器动态精度评价方法

针对现有精度评价方法无法有效计算星敏感器在大动态条件下精度的问题,基于星敏感器成像模型与星对角距的不变性,提出了一种星敏感器动态精度评价方法。阐明了该方法的原理,提出了计算流程和统计方法。基于风云卫星在轨数据,对比了该方法与常用的滑动窗口法的处理结果,分析了两种方法在小角速率条件下处理的等价性,验证了该方法的可行性。基于地面观星数据,分析了两型星敏感器在不同动态条件下的测量精度。与现有的动态精度评价方法相比,该方法可有效地剥离动态过程中测试系统引入的误差,更真实地反映动态条件下星敏感器的实际测量精度。

一种装夹带相位要求的双偏心轴的新型夹具设计

为了能在普通车床上实现带有相位要求的双偏心轴的加工,设计制造一款自偏心且带有相位位置摆正功能的车床夹具。它具有操作简单、定位迅速的特点,不仅能很好地满足加工精度要求、提高工作效率、降低生产成本,而且对加工工人的工作技能要求不高。经样品试制、现场试验检验,发现使用效果很好,达到了预期目标,具有一定的推广价值,现已申报发明专利。

星敏感器低频误差在轨补偿方法

为了抑制地面标定与在轨工况差异引入的低频误差,提出了一种低频误差在轨补偿方法,基于地面标定求得主点、焦距初始值与畸变系数,筛选出符合条件的星对,以星对角距误差最小为准则,基于扩展卡尔曼滤波方法,实时更新星敏感器的焦距值.与现有的多参数同时更新方法相比,该方法具有更快的收敛速度与更高的鲁棒性.多次观星试验和在轨飞行验证了本方法的有效性,星对角距误差均值减小90%以上,低频误差减小40%以上.

多探头星敏感器分布式视场融合方法

为了解决单探头星敏感器三轴姿态精度不一致问题,提高数据更新率和实时性,提出了多探头分布式视场融合方法。该方法通过控制各探头等时间间隔曝光,将相邻时刻曝光的2个探头的观测星矢量信息进行时间配准、空间配准,之后进行视场融合并采用QUEST算法解算姿态。仿真试验表明,该方法可将光轴方向精度提高8～9倍,同时可将数据更新率提高3倍以上,从而提高了系统的实时性。

高动态下的星体目标质心提取方法

高动态情况下,星点像斑在星敏感器探测器上会呈现出拖尾现象,使得星点质心无法被准确提取。针对上述难点,提出了一种高动态条件下基于差异哈希算法的星点质心提取方法。该方法分为三步:第一,建立动态星斑的数学模型;第二,利用差异哈希算法和汉明距离实现星跟踪窗口内星体目标的粗定位;第三,在粗定位区域使用阈值分割与连通域法提取星点质心。实验结果表明,该方法能够适应各种长度的曝光时间,并实现星敏感器在3(°)/s条件下的稳定跟踪。在曝光时间50ms,角速度3(°)/s的条件下,星对角距误差为13″,平均提取率为96%,相较于传统方法,分别提高了29.6%和22.9%。