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CCD星敏感器星图识别算法研究

作　者: 周斌
导　师: 葛升民
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 星敏感器 星图识别算法 KMP 字符匹配
分类号: V448.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 430次
引　用: 3次
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内容摘要


星敏感器是现行确定飞行器姿态姿态测量仪器中精度最高的。跟其他姿态敏感器相比,星敏感器还具有自主性强、无姿态积累误差等优点。星图识别是星敏感器研制过程的关键技术之一。本论文从提高星敏感器的数据更新率和星图误匹配等问题出发,对星图识别算法进行了深入研究,取得了一些成果,完成了以下工作:对星敏感器的总体硬件结构方案进行了描述。星敏感器的硬件主要分为两大部分:星图采集和预处理部分、星图识别部分。对现有的经典星图识别算法和相应的导航星库的建立方式进行了深入的分析和对比,采用了KMP(Knuth-Morris-Pratt)算法实现了星图识别,一方面提高了识别率,一方面缩短了识别的时间。但是,原始的0-1字符串包含了大量的无用信息,在导航星库中占用了绝大部分空间;而且在拍摄星图和导航库星图不重合时不能正确识别。为此,采用一种改进后的快速字符匹配算法。该方法选取一定的主星和副星作定位,避免了星图的旋转和平移带来的影响,并且对原始的0-1导航星库进行了压缩,大大缩减了导航星库的存储空间。星图识别成功后,得到相应区域的位置信息,则需计算飞行器的姿态。本文首先分析了飞行器姿态的几种典型表示方式:方向余弦式、欧拉轴/角式、四元数式、欧拉角式,然后分别分析了几种典型的飞行器姿态确定的静态方法:q-方法、QUEST法、TRIAD法等,并用算例比较了这几个算法的优劣。

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中图分类: > 航空、航天 > 航天（宇宙航行） > 航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制 > 制导与控制 > 航天器制导与控制 > 姿态控制系统
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