姿態(tài)敏感器可以完成飛行器姿態(tài)的測量和控制,相比于一般的姿態(tài)敏感器,星敏感器具有精度高、能夠?qū)崿F(xiàn)自主導(dǎo)航的特點。星敏感器依靠星圖識別算法確定位置信息后進行姿態(tài)調(diào)整,星圖識別的準確性直接影響了姿態(tài)測量的準確度,所以對于星圖識別的研究是重要且有意義的。本文將對星圖識別的三個方面進行研究,分別是導(dǎo)航星庫的構(gòu)建、星圖的處理和星圖如何快速匹配的問題。對已有的算法進行對比分析,針對噪聲干擾,尋求將識別算法魯棒性提高且減少導(dǎo)航星庫存儲的方法。論文實現(xiàn)了從星圖模擬、星圖的處理到星圖匹配,最后進行算法評價整個過程。選取了SAO星表作為基本星表,對其進行了星等篩選和雙星的處理,設(shè)定星等閾值為6.5,并將雙星合并為一顆星,構(gòu)造了基本導(dǎo)航星庫。接著利用這些數(shù)據(jù)進行了星圖模擬,對模擬星圖加入高斯噪聲進行分析。將實際采集星圖進行了濾波和閾值分離等圖像預(yù)處理,針對坐標位置,分別用質(zhì)心算法、平方加權(quán)質(zhì)心算法和帶閾值質(zhì)心算法進行了提取分析,并建立評價體系進行精度評價。針對星圖匹配,本文對經(jīng)典三角形算法和柵格算法進行了分析,并基于柵格算法,提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的星圖識別算法,采用柵格算法生成網(wǎng)格矩陣,將網(wǎng)格里有星的行列號提取... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院光電技術(shù)研究所)四川省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究目的與意義
    1.2 識別算法基本概述
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 星敏感器研究現(xiàn)狀
        1.3.2 星圖識別算法現(xiàn)狀
    1.4 研究內(nèi)容安排
第2章 星圖理論
    2.1 恒星和星表
        2.1.1 恒星
        2.1.2 星表
    2.2 坐標系及變換
        2.2.1 坐標系
        2.2.2 天球到星敏感器坐標轉(zhuǎn)換
    2.3 圖像的模擬
    2.4 小結(jié)
第3章 導(dǎo)航星庫與星圖處理
    3.1 導(dǎo)航星庫的篩選
        3.1.1 星等處理
        3.1.2 雙星處理
        3.1.3 分布均勻化
    3.2 星圖預(yù)處理
        3.2.1 去噪處理
        3.2.2 圖像分割
    3.3 星象質(zhì)心細分定位
        3.3.1 質(zhì)心法
        3.3.2 平方加權(quán)質(zhì)心法
        3.3.3 帶閾值的質(zhì)心法
        3.3.4 實驗結(jié)果及分析
    3.4 總結(jié)
第4章 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的星圖識別算法
    4.1 柵格算法
    4.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法
        4.2.1 輸入樣本的構(gòu)造
        4.2.2 特征星庫和輸出樣本設(shè)計
        4.2.3 中間層和分類器設(shè)計
        4.2.4 參數(shù)和界面設(shè)定
    4.3 總結(jié)
第5章 一種改進的三角形星圖識別算法
    5.1 三角形算法
    5.2 改進的三角形算法
        5.2.1 觀測三角形的構(gòu)造
        5.2.2 特征星庫的構(gòu)造
        5.2.3 算法的流程
        5.2.4 算法的可行性分析
        5.2.5 界面設(shè)置
    5.3 總結(jié)
第6章 星圖識別算法的性能評價
    6.1 性能評價
    6.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別算法的評價
    6.3 改進的三角形識別算法的評價
    6.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與改進三角形識別算法的對比分析
    6.5 小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 論文總結(jié)
    7.2 論文展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]星敏感器技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 梁斌,朱海龍,張濤,仝玉嬋.  中國光學. 2016(01)
[2]Improved autonomous star identification algorithm[J]. 羅麗燕,許錄平,張華,孫景榮.  Chinese Physics B. 2015(06)
[3]基于ITSI優(yōu)選算法的星敏感器導(dǎo)航星庫建立[J]. 陳雪芬,康國華.  傳感技術(shù)學報. 2015(03)
[4]星圖識別的一種擴充柵格算法[J]. 錢華明,孫龍,蔡佳楠,黃蔚.  哈爾濱工業(yè)大學學報. 2015(02)
[5]背景預(yù)測與目標標記法結(jié)合的星圖星點提取算法[J]. 牛瑞,王昱.  測繪科學. 2015(02)
[6]均勻快速的導(dǎo)航星選取方法[J]. 陸敬輝,王宏力,袁宇,崔祥祥,許哲.  紅外與激光工程. 2015(01)
[7]星圖識別三角形算法綜述[J]. 時圣革,雷肖劍,于長海.  光電技術(shù)應(yīng)用. 2014(05)
[8]基于螺旋基準點的導(dǎo)航星選取方法[J]. 陳聰,王宏力,陸敬輝,崔祥祥.  彈箭與制導(dǎo)學報. 2012(05)
[9]導(dǎo)航星庫制定方法研究[J]. 朱長征,居永忠,杜曉輝.  宇航學報. 2010(05)
[10]三角形星圖識別算法的改進[J]. 張磊,何昕,魏仲慧,劉巖俊,郭敬明.  光學精密工程. 2010(02)

博士論文
[1]高精度星敏感器星點提取與星圖識別研究[D]. 賈輝.國防科學技術(shù)大學 2010

碩士論文
[1]遙感測量工具星圖識別算法研究[D]. 郭建.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]基于粒子群神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人臉識別[D]. 劉浩策.東北石油大學 2014
[3]星點快速提取與高精度定位技術(shù)研究[D]. 許威.浙江大學 2013
[4]基于CCD星敏感器的星圖識別[D]. 聶僥.國防科學技術(shù)大學 2012
[5]基于恒星的航天器姿態(tài)確定技術(shù)研究[D]. 陶雨露.國防科學技術(shù)大學 2012
[6]一種快速穩(wěn)定的星圖識別方法及單星模擬器的調(diào)校[D]. 宿德志.國防科學技術(shù)大學 2010
[7]大地天文測量星圖定位與識別算法的研究[D]. 孟靖.西安電子科技大學 2010
[8]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]. 李春艷.遼寧師范大學 2003



本文編號：2981685