本文關鍵詞：基于三角形面元分割法的地球同步衛(wèi)星光學特性研究

  更多相關文章： 地球同步軌道衛(wèi)星 視星等 三角形面元分割法 有效反射面積 光電跟蹤

【摘要】：在地球同步軌道衛(wèi)星的光學特性研究中,視星等對探測系統(tǒng)的整體設計、探測任務的規(guī)劃具有重要意義。為了實現對地球同步軌道衛(wèi)星光學特性的精確計算,本文提出一種計算目標表面有效反射面積的三角形面元分割方法,并以此建立了視星等的計算模型。為了驗證模型,選取在軌衛(wèi)星FY-2為研究對象,對衛(wèi)星在不同時刻的有效反射面積和視星等進行仿真,并設計了一套雙水平式光電跟蹤系統(tǒng)對衛(wèi)星進行探測實驗。全文的主要內容如下：(1)對空間目標光學特性的研究背景和研究情況、以及光電跟蹤系統(tǒng)的研究情況做了概述,并介紹了未來的發(fā)展方向。(2)介紹光度學的基本概念和目標表面的反射特性,并推導了目標有效反射面積、照度以及視星等的計算公式。同時,提出一種計算目標表面有效反射面積的三角形面元分割法,利用該方法對常見的四種幾何體(立方體、圓柱體、圓錐和球)建模,對模型的性能從正確性、精度和復雜度三個方面進行分析。結果表明：模型達到收斂條件時,三角形面元分割法劃分面元的數量僅為面元網格化方法的20%,此時,計算的有效反射面積與理論模型計算差值接近10-3，三角形面元分割法在精度和耗時上都優(yōu)于理論計算模型和面元網格化模型。(3)定義空間坐標系統(tǒng),以在軌地球同步衛(wèi)星FY-2為仿真對象,利用三角形面元分割法計算模型對衛(wèi)星的光學特性進行仿真計算,并考慮了目標進入地影的時間以及目標姿態(tài)變化對光學特性的影響。結果表明：在我國東部(緯度30.20,經度120.1°)的某處,當仿真時間處于2013年5月1日19：00到22：00內,目標視星等計算值約在12.42到13.67之間變化。一個運行周期內,目標處于地影的時間約為2280s,此外,目標俯仰與偏航均可造成有效反射面積變大(視星等相應變小),同等情況下目標俯仰動作對光學特性的影響更大。(4)利用雙水平式光電跟蹤系統(tǒng)對恒星和FY-2衛(wèi)星進行觀測實驗,根據實驗中拍攝的恒星圖片和對應星等值,建立了由目標光強計算視星等值的LogNormal模型,并利用該模型計算出FY-2衛(wèi)星的視星等實驗觀測值。結果表明：LogNormal模型在描述光強與視星等之間關系上優(yōu)于Lorentz模型、Allometric模型和ExpGrow模型。同時,地球同步軌道衛(wèi)星FY-2的實際觀測視星等值與數據仿真值符合較好,進一步驗證了三角形面元分割法計算模型的正確性。
【關鍵詞】：地球同步軌道衛(wèi)星 視星等 三角形面元分割法 有效反射面積 光電跟蹤
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V474.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 目標光學特性研究背景10-11
• 1.2 國內外研究現狀11-15
• 1.2.1 空間目標光學特性模型研究11-13
• 1.2.2 光電跟蹤系統(tǒng)13-15
• 1.3 本文的主要研究工作及組織安排15-16
• 第2章 空間目標表面三角面元化建模16-29
• 2.1 光度學基本概念16-17
• 2.2 目標表面反射特性17-18
• 2.3 目標的視星等模型18
• 2.4 目標表面三角面元化建模18-23
• 2.4.1 三角形面元分割法18-19
• 2.4.2 模型建模19-23
• 2.5 模型計算性能分析23-28
• 2.5.1 模型的正確性分析24-25
• 2.5.2 模型的精度分析25-28
• 2.5.3 模型的復雜度分析28
• 2.6 本章總結28-29
• 第3章 地球同步衛(wèi)星光學特性仿真29-37
• 3.1 STK軟件及模塊介紹29-30
• 3.2 空間坐標系統(tǒng)30-31
• 3.2.1 空間坐標系30
• 3.2.2 坐標轉換30-31
• 3.3 模型仿真31-33
• 3.4 仿真影響因素33-36
• 3.4.1 地影33-35
• 3.4.2 姿態(tài)變化35-36
• 3.5 本章總結36-37
• 第4章 地球同步衛(wèi)星光電跟蹤實驗37-51
• 4.1 雙水平式光電跟蹤系統(tǒng)37-44
• 4.1.1 天文望遠鏡系統(tǒng)38-39
• 4.1.2 雙水平式光電跟蹤平臺39-42
• 4.1.3 伺服控制系統(tǒng)42-44
• 4.2 實驗步驟44-45
• 4.3 實驗結果45-47
• 4.4 與理論結果對比分析47-50
• 4.5 本章總結50-51
• 第5章 總結與展望51-52
• 5.1 總結51
• 5.2 展望51-52
• 致謝52-53
• 參考文獻53-57
• 附錄57

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 李崇榮，，李衍達，榮志鵬;自適應傾斜面元疊加[J];清華大學學報(自然科學版);1995年04期

2 盧小平;鄧安健;盧遙;葛曉天;王玉鵬;;基于結構上下文分類后小面元的后續(xù)處理方法[J];遙感信息;2009年06期

3 趙慶獻;;天然氣水合物準三維地震調查面元參數優(yōu)化研究[J];熱帶海洋學報;2011年01期

4 王珊;陳秀娟;劉穎超;;地震面元對地震資料解釋的影響——以松遼西部斜坡試驗區(qū)為例[J];科學技術與工程;2012年20期

5 劉虎,白振東,武哲;基于面元的數值化概念機模型幾何特性估算(英文)[J];Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronau;2003年02期

6 張品;陳亦望;秦建飛;李曉光;;基于小面元匹配原則的熱紅外假目標評價方法[J];紅外技術;2007年01期

7 陳欣,周維垣,黃巖松,楊若瓊;損傷模型在界面元方法中的應用[J];水利學報;2005年02期

8 張偉;鄒早建;;一種基于B樣條的船體及自由面面元生成方法[J];上海交通大學學報;2014年04期

9 陳欣,周維垣,黃巖松,楊若瓊;三維界面元的數值計算方法及應用[J];巖土力學;2003年S2期

10 解建倉;李維乾;李建勛;汪妮;姜仁貴;;基于Multi-Agent的流域突發(fā)水污染擴散模擬[J];西安理工大學學報;2013年01期

中國重要會議論文全文數據庫 前6條

1 陳世軍;劉洪雷;黃雪繼;譚未一;袁紅軍;苑書金;;高精度可變面元三維地震勘探技術在松南探區(qū)的實踐[A];中國地球物理·2009[C];2009年

2 李景葉;陳小宏;;時移地震面元重置處理與質量監(jiān)控[A];中國地球物理學會第二十三屆年會論文集[C];2007年

3 李立誠;夏代學;陳振聲;;大面元三維地震勘探技術在準噶爾盆地的應用[A];1997年中國地球物理學會第十三屆學術年會論文集[C];1997年

4 張軍華;鄭旭剛;單聯瑜;徐輝;于海鋮;;面元細分與信噪比關系定量研究[A];中國地球物理學會第二十四屆年會論文集[C];2008年

5 鄧小環(huán);應秀梅;劉浩宇;田歌;;基于界面元原理的復合材料拉伸數值模擬[A];北京力學會第18屆學術年會論文集[C];2012年

6 何光勤;楊蕾;;基于面元模型的PBN程序三維保護區(qū)算法研究[A];探索 創(chuàng)新 交流——第五屆中國航空學會青年科技論壇文集(第5集)[C];2012年

中國博士學位論文全文數據庫 前2條

1 豐彪;面向對象的界面元方法及其與有限元的時域耦合分析模型[D];中國地震局工程力學研究所;2012年

2 方錫武;一類界面元建模與分析方法及其在裝備設計中的應用研究[D];浙江大學;2013年

中國碩士學位論文全文數據庫 前2條

1 鄧晶;基于三角形面元分割法的地球同步衛(wèi)星光學特性研究[D];杭州電子科技大學;2015年

2 朱煥;高精度地震資料面元細分方法與評價技術研究[D];中國石油大學;2009年

本文編號：897432