恒星跟踪与人卫激光测距仪望远镜指向修正

望远镜的指向精度是人卫激光测距系统的一项重要指标 ,利用对恒星的观测可以修正望远镜的指向精度。本文介绍了在人卫激光测距观测中采用球谐函数模型对望远镜指向进行修正的一种方法 。

智能模块化恒星和目标跟踪器-新一代姿态敏感器

由于探测器技术和其它模拟/数字电子器件方面的技术进步,近几年研制的恒星敏感器已能达到重量轻、功耗低、使用灵活。DJO公司正开发一种智能模块化的恒星和目标跟踪器,旨在增强敏感器的适应性,以满足特殊的任务要求。智能模块化恒星和目标敏感器的设计有一些新的特色:能给出几个天体目标的位置信息,或作为导航摄像机使用。天体目标可以是恒星,也可以是彗星和行星,或者两者同时出现。有关智能模块化恒星和目标敏感器的技术途径将在本文中详细介绍。模块化使得该敏感器能适用于不同的任务需求;可能的任务之一是Rosetta,它不仅需要导航摄像机,还需要恒星敏感器。

恒星导星器设计的新方案

恒星跟踪器是光干涉仪中的主要部分之一。简要介绍恒星跟踪器的一般情况和主要的设计原则,着重提出我国恒星干涉仪实验系统中将采用的—个新的方案。该方案的特点是两臂光束方向的检测置于光束合成器之后,并采用同一个检测系统。这有利于检测的准确性,并可降低对所用的多个光电倍增管一致性的要求。

基于有源像元传感器的多用途微型跟踪器

在恒星跟踪器和目标跟踪器等应用方面,一种新式的敏感光子的成像列阵,即有源像元传感器(APS),已成为CCD成像器的竞争对手。美国喷气推进实验室(JPL)承包了一个研制计划,即研制新一代高集成度的、基于有源像元传感器的多用途跟踪器——可编程智能微型跟踪器(PIM)。为了增强有源像元传感器所固有的优势,该实验室对用于可编程智能微型跟踪器的支持硬件进行了仔细的选择。为了执行恒星识别、恒星跟踪、姿态测定、空间对接、特征跟踪、用于着陆控制的下降成像、目标跟踪等功能,可编程智能微型跟踪器具有适当的计算能力。这种微型跟踪器的第一个模型使用的是由喷气推进实验室研制的256×256元有源像元传感器和一个先进的32bitRISC微控制器。由于有源像元传感器与微控制器的结合具有独特的优点,微型跟踪器的重量和功耗同具有目前工艺水平的恒星跟踪器相比将减小一个数量级。微型跟踪器还将增加可编程序的优点以便能够执行对各种恒星以及其它一些天体和目标的跟踪任务。可编程智能微型跟踪器已经证明其设计原理在空间应用方面的效用,现正在验证用这种集成方法来制造新一代高性能多用途跟踪仪器的功效以便用它们来执行未来的各种空间任务。

基于多功能动态像元敏感器APS的微型跟踪器

一种新型光敏图像阵列器件——动态像元敏感器APS,作为CCD成像器件的竞争对手,已经在星跟踪器和目标跟踪器应用领域崭露头角。喷气推进实验室(JPL)已经制订了一项开发基于APS器件的新一代、高集成度多功能跟踪器——可偏程智能微型跟踪器(PIM)的计划,仔细挑选了PIM的支持硬件,以充分发挥APS的固有优势。跟踪器的功能足以完成下列任务:恒星识别、恒星跟踪、姿态确定、空间对接、特征跟踪、用于着陆控制的降落成像以及目标跟踪等等。PIM的第一个方案采用JPL开发自的256×256像元APS器件和先进的32位RISC(精简指令系统计算机)微控制器。发挥APS珍奇性能及其与微控制器相结合的优势,这种微型跟踪器与当代恒星跟踪器相比,质量和功耗大约可减小一个数量级。它还增添了可编程的优点,因而可以探测各种各样的恒星和其他天体,并可执行目标跟踪任务。这种用于空间领域的PIM设计概念的有效性正在验证之中。采用这样一种集成化手段来建造新一代高性能通用跟踪设备的成效,将在未来多种多样空间任务的应用中得到证实。

深空探测器自主天文导航技术综述(下)

2，2天文导航作为主要导航手段 （1）深空一号的自主天文导航 1998年10月24日发射的深空一号是NASA新千年计划中的第一个任务。在发射之后的9个月内，深空一号就成功地测试了全都12项的新技术，还进行了小行星布莱叶的近点飞行。在1999年末主要任务完成后，它的恒星跟踪器出现故障。

高轨空间碎片的观测模拟

对高轨空间碎片进行了观测模拟。在观测模拟中,分别选取南京和云南两个观测站;采用2种跟踪方式:跟踪恒星和跟踪卫星;对于同一地理经度上的同步卫星进行了观测;提供了发现新目标的方法;并给出了新目标的初轨。这为我国空间碎片的数据库的建立作了有益的尝试,对于卫星和航天器的飞行安全具有特别重要的意义。

面向空间碎片的激光测距望远镜指向修正算法

针对目前的望远镜指向误差修正模型难以满足激光测距系统实现空间碎片精确探测的要求,提出采用遗传(GA)算法和列文伯格(LM)算法优化的后向传播(BP)神经网络模型修正望远镜的指向误差。按照俯仰角对方位角等间隔分区的方式在测站的半球面天区内观测了102颗恒星,并利用这102颗恒星观测数据进行建模,同时在次日观测12颗恒星验证所建模型的精度。结果表明,所建模型在方位和俯仰方向上的精度分别达到1.94″和1.12″。将GA算法和LM算法优化的BP神经网络模型应用到空间碎片和空间合作目标的探测实验中,结果表明,在利用激光测距技术探测空间合作目标和空间碎片时,望远镜的指向精度在方位和俯仰方向上分别达到1.89″和1.21″以及2.06″和1.46″,因此所建模型在提高望远镜指向精度的同时,对提高空间碎片的探测成功率也具有重要意义。