【摘要】：小型動(dòng)態(tài)目標(biāo)模擬器是在地面模擬星空,可實(shí)時(shí)給出模擬星圖,對(duì)星敏感器的星圖識(shí)別算法進(jìn)行功能測(cè)試的設(shè)備。隨著星敏感器的發(fā)展,對(duì)目標(biāo)模擬器的各項(xiàng)指標(biāo)要求也越來越高,主要集中在小型化、大視場(chǎng)、高精度等方面。本文主要針對(duì)小型動(dòng)態(tài)目標(biāo)模擬器控制技術(shù)展開研究,從而解決星敏感器地面測(cè)試模擬實(shí)驗(yàn)的問題。在研究了動(dòng)態(tài)目標(biāo)模擬器的工作原理和結(jié)構(gòu)組成的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了以LCOS為核心的顯示驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)及動(dòng)態(tài)目標(biāo)模擬器星圖顯示軟件,并對(duì)顯示的星圖進(jìn)行檢測(cè)修正。(1)對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)模擬器工作原理和組成結(jié)構(gòu)的研究。闡明了動(dòng)態(tài)目標(biāo)模擬器的基本工作原理,根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行了系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì),給出了系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖及重要部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖,選取2048*1536分辨率的LCOS作為核心顯示器件,研究了雙LCOS光學(xué)拼接原理,以此來增大視場(chǎng)減小光學(xué)系統(tǒng)的體積,從而達(dá)到動(dòng)態(tài)目標(biāo)模擬器大視場(chǎng)、小型化的目的。(2)對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)模擬器控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。闡明控制系統(tǒng)的整體組成結(jié)構(gòu),重點(diǎn)對(duì)以FPGA為核心的LCOS驅(qū)動(dòng)及顯示系統(tǒng)整體方案進(jìn)行設(shè)計(jì),研究FPGA的整體設(shè)計(jì)方案并對(duì)主要組成模塊進(jìn)行軟硬件設(shè)計(jì),給出電路原理圖和系統(tǒng)仿真結(jié)果,對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)模擬器計(jì)算機(jī)與動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算機(jī)的通信接口進(jìn)行設(shè)計(jì)。(3)對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)模擬器星圖顯示軟件的研究設(shè)計(jì)。研究恒星姿態(tài)描述方法并推導(dǎo)恒星從天球坐標(biāo)到平面坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換公式,計(jì)算星等灰度值,用MFC設(shè)計(jì)編寫軟件主界面并用模塊化的形式設(shè)計(jì)了軟件每個(gè)部分的功能。達(dá)到在動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算機(jī)與動(dòng)態(tài)目標(biāo)模擬器控制計(jì)算機(jī)通信完成后數(shù)據(jù)經(jīng)過各個(gè)模塊的處理可以完整顯示出一幅星圖的目的。(4)對(duì)目標(biāo)星圖精度檢測(cè)的研究。研究星間角距的測(cè)量方案和幾何模型,給出測(cè)量步驟,使用經(jīng)緯儀測(cè)量星間角距,計(jì)算星間角距的理論值和實(shí)測(cè)值及修正系數(shù),使用MATLAB軟件進(jìn)行曲線擬合,把達(dá)到要求的修正方程寫入程序,以此來減小誤差提高顯示精度。通過對(duì)顯示星圖進(jìn)行檢測(cè)修正,實(shí)現(xiàn)在22~°的視場(chǎng)下,模擬2-6等星,單星張角小于40′,星間角距小于40′的指標(biāo)規(guī)定,小型動(dòng)態(tài)目標(biāo)模擬器可以正常顯示星圖,達(dá)到測(cè)試實(shí)現(xiàn)的要求。
【圖文】：

圖 1.1 Jenaoptronik 公司生產(chǎn)的 1280*1024 分辨率 OSI(2)歐洲宇航公司(EADSAstrium)研究生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)星模擬器如圖所示。產(chǎn)品采用液晶(LCOS)作為顯示器件[17]，，其視場(chǎng)可達(dá)到25°，星間角距誤差在18′′以內(nèi)，對(duì)度優(yōu)于3.6′′，重量小于 2Kg。圖 1.2 歐洲宇航公司生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)星模擬器實(shí)物圖

3圖 1.2 歐洲宇航公司生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)星模擬器實(shí)物圖S 公司所生產(chǎn)的星敏感器光學(xué)模擬器(Star Tracker O前大視場(chǎng)動(dòng)態(tài)目標(biāo)模擬器中精度最高的、動(dòng)態(tài)性能最示。STOS 的視場(chǎng)為25°，星間角距誤差可達(dá)18′′，模0*1024。重量近 2Kg。STOS 的技術(shù)特點(diǎn)依然代表著方向。
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V416.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2592745