【摘要】：通過觀測天體進行定位定向的方法對于在不能采用衛(wèi)星定位定向的環(huán)境下是非常有效的手段,基于天文攝影測量的定位定向技術(shù)是天文定位定向自動化的發(fā)展方向。本文主要研究了基于天文攝影測量的定位定向模型,論文研究工作如下:(1)系統(tǒng)介紹了天文測量學(xué)中的理論基礎(chǔ),包括常用的坐標(biāo)系統(tǒng),時間系統(tǒng),傳統(tǒng)天文定位定向方法及天文導(dǎo)航中涉及的各類誤差,重點介紹了大氣折射對天文導(dǎo)航的影響以及蒙氣差改正模型。(2)提出一種在近似測站坐標(biāo)系下星圖識別的算法,分別計算星體理論值與實測值的方位角和高度角,通過比對其偏差來識別天體,并利用軟件模擬驗證了算法的可用性;通過MATLAB編程語言繪圖,得到理論值與實測值之間的對比關(guān)系,為后續(xù)計算測站天文經(jīng)緯度與目標(biāo)定向提供基礎(chǔ)。(3)從坐標(biāo)轉(zhuǎn)換角度出發(fā),推導(dǎo)了基于天文攝影測量的定位定向模型,簡化了測量過程,不需要精確切準(zhǔn)天體讀取水平方位角和豎直高度角,只需利用攝影經(jīng)緯儀或相機,對多顆天體或單顆天體進行跟蹤拍攝,記錄拍攝時間和拍攝姿態(tài),即可進行天文定位定向。在解算測站位置參數(shù)時,采用了羅德里格矩陣算法,簡化了計算過程;此外為了避免利用單顆星進行定位定向模型解算時出現(xiàn)的病態(tài)問題,采用盤左盤右的方式延長拍攝時間,不僅改善了解算的幾何構(gòu)型,而且可以消除儀器系統(tǒng)誤差,最終通過實驗驗證了模型的可靠性。(4)針對研究的模型和算法進行了相關(guān)的實驗,對太陽和月亮進行實地拍攝,通過解算驗證其可靠性,并對其實驗結(jié)果進行了分析。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P23;P128
【圖文】：

圖2.6兩種模型對比圖

圖 2.6 兩種模型對比圖 圖 2.7 兩種模型偏差圖根據(jù)圖 2.6 和圖 2.7 可以得出，改進的蒙氣差計算模型更加精確，與原始改正模型之間會產(chǎn)生改正偏差，它會隨著天頂距的增大而增大，最大偏差達到 5″，所以為了獲得更加精確地測站位置信息，本文采用改進的蒙氣差計算模型公式，這會對最終天文定位定向精度產(chǎn)生較小的影響。2.4 天文導(dǎo)航傳統(tǒng)方法天文導(dǎo)航主要分為兩個任務(wù)：一是確定載體的位置即天文定位，二是確定載體的方向即天文定向。通常確定載體位置的方法采用經(jīng)典的高度角法，是由法國航海學(xué)家在1875 年提出的，在利用儀器觀測至少獲取兩個星體高度角的情況下，通過圓交會的方式，求解載體的天文經(jīng)緯度；然而確定載體方向的方式，應(yīng)用最廣泛的是時角法[6]。通常情況下，由于北極星運動速度較其他星體慢一點，所以一般情況下是利用觀測北極星來進行天文定向，通過記錄觀測天體瞬間的時間，以及測站的近似天文經(jīng)緯度，來完成天文定向。在航天航空領(lǐng)域里，一般是在飛行器上安裝星敏感跟蹤器，利用星敏感跟蹤器對

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐韜祜;孫華燕;張廷華;都琳;;基于大視場光學(xué)跟蹤測量系統(tǒng)的恒星定向研究[J];四川兵工學(xué)報;2015年11期

2 焦宏偉;潘良;張同雙;;一種星敏感器蒙氣差修正的新方法[J];光學(xué)學(xué)報;2015年09期

3 張新帥;周召發(fā);黃先祥;;改進的數(shù)字天頂儀定位方法[J];紅外與激光工程;2015年04期

4 顧勇為;歸慶明;張璇;魏萌;;大地測量與地球物理中病態(tài)性問題的正則化迭代解法[J];測繪學(xué)報;2014年04期

5 李崇輝;李鑄洋;鄭勇;張超;;利用多星矢量觀測信息進行天文導(dǎo)航定位技術(shù)的研究[J];導(dǎo)航定位學(xué)報;2013年03期

6 陳西江;花向紅;魯鐵定;;基于組合羅德里格矩陣的異常特征點探測[J];測繪科學(xué);2013年04期

7 茅永興;張同雙;朱偉康;鐘德安;李輝芬;;船載星敏感器測星數(shù)據(jù)蒙氣差實時修正方法[J];飛行器測控學(xué)報;2012年03期

8 戴東凱;王省書;胡春生;焦宏偉;;基于天文觀測的相機標(biāo)定及姿態(tài)測量技術(shù)研究[J];光學(xué)學(xué)報;2012年03期

9 王海涌;林浩宇;周文睿;;星光觀測蒙氣差補償技術(shù)[J];光學(xué)學(xué)報;2011年11期

10 朱筱虹;徐瑞;張俊艷;;天文導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)現(xiàn)狀與未來發(fā)展[J];地理空間信息;2011年03期

相關(guān)會議論文 前1條

1 李崇輝;;艦載超大視場天文導(dǎo)航技術(shù)[A];中國天文學(xué)會2017年學(xué)術(shù)年會摘要集[C];2017年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 李崇輝;基于魚眼相機的艦船天文導(dǎo)航技術(shù)研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2013年

2 孫劍明;基于星圖識別的艦船天文導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

3 楊鵬;基于太陽觀測圖像的月球車天文導(dǎo)航[D];浙江大學(xué);2011年

4 李增;車載經(jīng)緯儀自主定位定向技術(shù)的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2010年

5 朱長征;基于星敏感器的星模式識別算法及空間飛行器姿態(tài)確定技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 孫洪馳;全天候多源天文自主導(dǎo)航方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

2 韓永琪;基于圖像處理的天文定向裝置設(shè)計[D];北京理工大學(xué);2015年

3 孫中偉;基于星敏感器的星圖識別算法[D];華中科技大學(xué);2013年

4 詹銀虎;基于自然天體的快速定向理論及技術(shù)研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2012年

5 周興;天文定位系統(tǒng)中恒星定位與識別算法的研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

6 劉美瑩;CCD天文觀測圖像的星圖識別和天文定位方法研究[D];中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機械研究所);2010年

7 程征;星圖定位與識別技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2010年

8 張銳;基于CCD星敏感器的星圖識別算法的設(shè)計與實現(xiàn)[D];解放軍信息工程大學(xué);2007年

9 李春艷;利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)星敏感器的星圖識別[D];遼寧師范大學(xué);2003年

本文編號：2724584