本文關鍵詞：基于CCD星敏感器的星圖模擬和導航星提取的方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著小衛(wèi)星應用技術的日趨成熟,測量精度高的CCD 星敏感器備受青睞,快速而可靠的星圖識別算法成為姿態(tài)確定系統(tǒng)中最為關鍵的部分。由于航天實驗費用昂貴,星敏感器的地面調試、軟件算法的最初模擬,不可能都進行實時星空拍攝,因此為了調試和評價星圖識別算法,有必要利用計算機在地面上模擬生成星敏感器實時拍攝到的星空圖片。目前,大量的研究集中在星圖識別算法上,而對星圖模擬和星圖提取的研究相對少的多。因此,本文的研究工作主要是星圖模擬和星圖提取兩方面。 首先,介紹了國內(nèi)外關于星圖模擬和星圖中星的提取的現(xiàn)狀。對模擬星圖進行了較為深入的理論分析,包括以下幾個部分:由天球坐標向CCD 平面坐標的轉換; 星等到灰度的變換; 幾種散焦模型的討論; 星云星團對星圖的影響; 成像過程中對星圖產(chǎn)生影響的多個因素,如宇宙背景的輻射,CCD 器件本身的轉移噪聲、輸出噪聲、暗電流噪聲和散粒噪聲; 圖像經(jīng)過成像系統(tǒng)產(chǎn)生的幾何畸變及運動模糊等。在具體實現(xiàn)過程中,根據(jù)“星等每降低一等,亮度增加為前一星等的2.51 倍”這一關系,構造了星等到灰度變換的表達式; 對模擬參數(shù)進行了詳細設置并給出了仿真結果; 對星云星團進行模擬并給出了仿真結果; 結合實際衛(wèi)星的參數(shù)和設定的星圖間隔時間,討論是否產(chǎn)生運動模糊這一問題,并給出了有運動模糊的仿真結果; 除了單幅星圖的模擬外,也通過軌道公式得到序列星圖的模擬過程。 另外,在分析星圖中的星所成的像和紅外小目標圖像中的小目標所成的像的共性的基礎上,提出了一種將高通濾波和動態(tài)閾值相結合的星圖中星的提取方法,來完成星圖處理過程中較為耗時的星圖提取工作。即高通濾波后先采用動態(tài)閾值提取圖像的候選點,由于虛假目標太多,再通過最低動態(tài)閾值對候選點進行二次提取。仿真結果表明:這種方法與矢量法相比,當不給星圖加背景噪聲時,兩種方法提取精度相當。一旦給星圖加上噪聲,矢量法的提取精度迅速下降,提出的方法的提取精度遠遠高于矢量法,而提取時間卻與矢量法相差無幾。因此提出的方法表現(xiàn)出較強的抗噪能力。
【關鍵詞】：星敏感器 星圖模擬 星圖提取 星云星團 幾何畸變 運動模糊 高通濾波 動態(tài)閾值
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：V416
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-14
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容12-14
• 2 基于CCD 星敏感器的天文導航系統(tǒng)14-25
• 2.1 天文導航概述14
• 2.2 天文導航基本原理14-16
• 2.3 CCD 星敏感器16-19
• 2.4 姿態(tài)位置的計算19-22
• 2.5 系統(tǒng)軟件流程22-23
• 2.6 系統(tǒng)精度分析23-24
• 2.7 本章小結24-25
• 3 星圖模擬的理論分析25-47
• 3.1 由天球坐標向CCD 平面坐標的轉換25-29
• 3.2 星等到灰度的變換29
• 3.3 點擴展函數(shù)PSF(Point Spread Function)模型29-32
• 3.4 星云星團32-33
• 3.5 宇宙背景噪聲33
• 3.6 CCD 器件本身的噪聲33-36
• 3.7 圖像幾何畸變36-39
• 3.8 運動模糊39-42
• 3.9 序列星圖的模擬42-46
• 3.10 本章小結46-47
• 4 模擬參數(shù)的設置及具體實現(xiàn)47-65
• 4.1 參考星庫的制備47
• 4.2 星等亮度的變化47-48
• 4.3 星等到灰度的變換表達式48-49
• 4.4 視場位置的判斷49-50
• 4.5 模擬參數(shù)的設定50-56
• 4.6 星云星團的模擬56-59
• 4.7 運動模糊的模擬59-64
• 4.8 本章小結64-65
• 5 一種星圖中星的提取方法65-71
• 5.1 星圖中的星所成的像和紅外小目標圖像中的小目標所成的像的共性65-67
• 5.2 基于高通濾波和動態(tài)閾值的星圖提取算法67-68
• 5.3 提取方法性能評價68
• 5.4 仿真結果及分析68-70
• 5.5 本章小結70-71
• 6 總結與展望71-73
• 6.1 本文的研究工作71-72
• 6.2 本文的創(chuàng)新之處72
• 6.3 進一步研究展望72-73
• 致謝73-74
• 參考文獻74-77
• 附錄 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文目錄77

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 段小慶;王宏力;;運動模糊圖像復原技術在星圖中的應用[J];微計算機信息;2008年33期

2 楊君;張濤;宋靖雁;梁斌;丁強強;;全天球地面動態(tài)星模擬器算法研究[J];系統(tǒng)仿真學報;2010年S1期

3 林建|

本文編號：314179