本文關(guān)鍵詞：深空探測火星目標(biāo)模擬方法研究與實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 深空探測 姿態(tài)敏感器 火星目標(biāo) 火星背景 驗證方法

【摘要】：火星與地球有著極其相似之處,是深空探測的熱點。與地球衛(wèi)星相比,火星距離地球非常遙遠(yuǎn),這就對火星探測器的自主導(dǎo)航能力提出較高要求,從而減少人為干預(yù)時間的耗費。火星探測器的成本異常昂貴,并花費大量的人力物力,提高火星探測器的精度,降低火星探測器的故障成為必然要求,然而火星探測器的姿態(tài)敏感器實時拍攝實際星空并不現(xiàn)實,而且造價昂貴,并且很難做到實時性與動態(tài)性,這就對火星目標(biāo)模擬提出了要求。針對火星探測器的地面模擬測試,本文設(shè)計了一套火星目標(biāo)模擬系統(tǒng),實現(xiàn)對火星目標(biāo)的模擬。對深空探測的基本理論進(jìn)行了簡要介紹,進(jìn)行了方案設(shè)計,并根據(jù)方案設(shè)計進(jìn)行了硬件的選型,搭建完成了火星目標(biāo)模擬的硬件平臺。對火星目標(biāo)模擬方法進(jìn)行了設(shè)計,包括火星本體模擬和火星背景模擬,分別進(jìn)行了詳盡的闡述。對火星目標(biāo)模擬的驗證方法進(jìn)行了闡述并給出了分析。以火星為驗證的核心,分別對視軸夾角驗證法和基于星對角距的驗證方法進(jìn)行了介紹,兩種方法針對角參數(shù)為驗證依據(jù)。對基于探測器姿態(tài)解算的驗證方法進(jìn)行了介紹,包括雙矢量姿態(tài)確定法和多矢量姿態(tài)確定法,并相應(yīng)的給出了分析。本文選用Visual C++軟件開發(fā)了一套火星目標(biāo)模擬系統(tǒng)的軟件,軟件采用模塊化的設(shè)計思想,包括通訊模塊、參數(shù)配置模塊、火星背景模擬模塊、火星目標(biāo)模擬模塊、兩路信號分屏設(shè)計模塊等。通過MATLAB編寫了邊緣檢測軟件,并應(yīng)用于識別相機(jī)拍攝的目標(biāo),給出了實驗對比,并做了合理分析。本文的設(shè)計針對于火星目標(biāo)模擬,其方法有效性的驗證,能夠使其進(jìn)行推廣,可用于大行星探測器的地面模擬,具有一定的實用價值。
【關(guān)鍵詞】：深空探測 姿態(tài)敏感器 火星目標(biāo) 火星背景 驗證方法
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V416.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題研究的背景及意義8-10
• 1.1.1 研究背景8-9
• 1.1.2 研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)13-15
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容13
• 1.3.2 論文結(jié)構(gòu)13-15
• 第2章 深空探測基本理論及系統(tǒng)平臺搭建15-29
• 2.1 引言15
• 2.2 基本理論15-21
• 2.2.1 深空探測基本概念15-16
• 2.2.2 深空探測常用坐標(biāo)系16-18
• 2.2.3 探測器姿態(tài)描述方式18-21
• 2.3 系統(tǒng)總體設(shè)計21-24
• 2.3.1 系統(tǒng)功能21-22
• 2.3.2 技術(shù)指標(biāo)22-23
• 2.3.3 總體框架23-24
• 2.4 硬件平臺搭建及主要硬件選型24-28
• 2.4.1 方案設(shè)計24
• 2.4.2 主要硬件選型24-27
• 2.4.3 硬件平臺搭建27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 深空探測火星目標(biāo)模擬方法設(shè)計29-47
• 3.1 引言29
• 3.2 火星背景模擬29-38
• 3.2.1 SKY2000星表的簡化29-31
• 3.2.2 火星探測器視軸確定31-32
• 3.2.3 天球坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換32-34
• 3.2.4 姿態(tài)敏感器坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換34-37
• 3.2.5 灰度值轉(zhuǎn)換37-38
• 3.3 火星目標(biāo)模擬38-46
• 3.3.1 火星探測器視軸確定38
• 3.3.2 火星中心坐標(biāo)變換38-40
• 3.3.3 火星成像大小模擬40-41
• 3.3.4 火星成像輪廓模擬41-44
• 3.3.5 火星輪廓成像方位模擬44-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 火星目標(biāo)模擬驗證方法研究47-61
• 4.1 引言47
• 4.2 基于視軸夾角及星對角距的驗證方法及分析47-54
• 4.2.1 視軸夾角法及分析48-50
• 4.2.2 星對角距法及分析50-54
• 4.3 基于探測器姿態(tài)解算的驗證方法及分析54-60
• 4.3.1 雙矢量姿態(tài)確定及分析54-56
• 4.3.2 多矢量姿態(tài)確定及分析56-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第5章 軟件設(shè)計實現(xiàn)與實驗61-74
• 5.1 引言61
• 5.2 軟件設(shè)計概要61-68
• 5.2.1 軟件開發(fā)環(huán)境61
• 5.2.2 系統(tǒng)軟件框架設(shè)計61-64
• 5.2.3 系統(tǒng)軟件分模塊設(shè)計64-68
• 5.3 實驗結(jié)果及分析68-73
• 5.3.1 邊緣檢測68-70
• 5.3.2 實驗結(jié)果及分析70-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 總結(jié)74-75
• 參考文獻(xiàn)75-80
• 致謝80

，

本文編號：742221