三軸光電跟蹤設(shè)備對(duì)在軌目標(biāo)捕獲策略的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-11 06:49
在軌目標(biāo)監(jiān)視是國家空間戰(zhàn)略信息獲取的重要途徑,而地基無源監(jiān)視跟蹤系統(tǒng)是我國空間目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)的重要組成部分。已經(jīng)運(yùn)行的地基無源監(jiān)視跟蹤系統(tǒng)多采用地基光電跟蹤設(shè)備,將其按結(jié)構(gòu)分類可分為兩軸和三軸光電跟蹤設(shè)備,三軸光電跟蹤設(shè)備具有跟蹤過天頂目標(biāo)的優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用。目前光電跟蹤設(shè)備跟蹤空間目標(biāo)的工作流程是引導(dǎo)、探測、捕獲、跟蹤等,其中捕獲是完成任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是高概率完成任務(wù)的重要基礎(chǔ)和保障。現(xiàn)有的捕獲技術(shù)多數(shù)是針對(duì)兩軸有源主動(dòng)式的,而基于三軸無源被動(dòng)式的捕獲方法尚無系統(tǒng)的研究。本文是在分析捕獲原理的基礎(chǔ)上,制定的基于三軸無源被動(dòng)式搜索捕獲空間目標(biāo)的捕獲策略,重點(diǎn)研究捕獲過程中空間目標(biāo)的短時(shí)間、高概率“落入”視場問題。經(jīng)分析,解決捕獲“落入”問題主要有三個(gè)步驟,誤差源分析、主要誤差到不確定區(qū)域的計(jì)算、不確定區(qū)域內(nèi)搜索捕獲方法的設(shè)計(jì)。文中詳細(xì)的討論了以上幾個(gè)步驟,建立了地基三軸光電跟蹤設(shè)備無源被動(dòng)的搜索捕獲空間目標(biāo)的方法,并通過仿真實(shí)驗(yàn)說明了模型的正確性。本文先是介紹了空間目標(biāo)捕獲的基本概念和光電跟設(shè)備跟蹤空間目標(biāo)的工作流程,結(jié)合三軸光電跟蹤設(shè)備捕獲空間目標(biāo)的實(shí)際應(yīng)用場景,分析出影響捕獲過程視軸...
【文章來源】:中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所)四川省
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 捕獲理論研究現(xiàn)狀
1.3 論文主要內(nèi)容
第2章 空間目標(biāo)捕獲原理及分析
2.1 空間目標(biāo)捕獲的基本概念
2.1.1 捕獲方式
2.1.2 捕獲定義
2.1.3 捕獲指標(biāo)
2.2 捕獲方法分析
2.3 本章小結(jié)
第3章 誤差源分析及誤差估算
3.1 誤差源分析
3.2 誤差估算
3.3 本章小結(jié)
第4章 捕獲模型的建立
4.1 誤差到不確定區(qū)域的傳遞
4.1.1 坐標(biāo)系的定義與旋轉(zhuǎn)矩陣
4.1.1.1 地心慣性坐標(biāo)系
4.1.1.2 地固坐標(biāo)系
4.1.1.3 測站坐標(biāo)系
4.1.1.4 站址坐標(biāo)
4.1.2 誤差傳遞模型建立
4.1.2.1 地心慣性坐標(biāo)系轉(zhuǎn)測站坐標(biāo)系
4.1.2.2 測站地平坐標(biāo)系到三軸光電跟蹤設(shè)備的傳遞
4.1.2.3 誤差角的計(jì)算
4.1.2.4 誤差角到不確定區(qū)域的映射
4.1.3 不確定區(qū)域的特性分析
4.1.3.1 Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)
4.1.3.2 Lilliefors檢驗(yàn)
4.1.3.3 Shapiro檢驗(yàn)
4.2 不確定區(qū)域內(nèi)搜索捕獲方法設(shè)計(jì)
4.2.1 成功捕獲條件
4.2.2 捕獲評(píng)價(jià)指標(biāo)
4.2.3 掃描函數(shù)討論
4.2.3.1 玫瑰掃描
4.2.3.2 利薩如掃描
4.2.3.3 逐行掃描
4.2.3.4 螺旋掃描
4.2.4 掃描方法分析
4.3 本章小結(jié)
第5章 空間目標(biāo)捕獲方法的仿真分析
5.1 MonteCarlo原理
5.2 搜索捕獲方法的仿真實(shí)驗(yàn)
5.2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.2.2 搜索捕獲方法的改進(jìn)及分析
5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 本文主要的工作
6.2 結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]不確定區(qū)域天線掃描目標(biāo)捕獲方法[J]. 吳鐵柱,陳學(xué)軍,王青松,劉亞兵. 電訊技術(shù). 2016(11)
[2]軌道坐標(biāo)系到地心固定坐標(biāo)系的直接轉(zhuǎn)換方法[J]. 竇長勇,岳昔娟. 航天返回與遙感. 2016(05)
[3]一種提高光電跟蹤設(shè)備捕獲概率的搜索方法[J]. 張海波,馬勇輝,季東,陳冬,王華培. 紅外與激光工程. 2016(02)
[4]星間光通信中快速捕獲技術(shù)研究[J]. 薛正燕,亓波,任戈. 光通信技術(shù). 2015(06)
[5]天基空間監(jiān)視交會(huì)計(jì)算和可觀測時(shí)段預(yù)報(bào)的誤差分析[J]. 白顯宗,陳磊. 宇航學(xué)報(bào). 2015(05)
[6]一種自動(dòng)對(duì)稱補(bǔ)償?shù)木W(wǎng)絡(luò)IP時(shí)鐘誤差消除算法[J]. 王薇. 軟件. 2014(10)
[7]空地激光通信系統(tǒng)中捕獲子系統(tǒng)仿真[J]. 劉鵬,王曉曼,韓成,褚影. 光子學(xué)報(bào). 2014(02)
[8]SGP4/SDP4模型應(yīng)用于水平式光電跟蹤設(shè)備的衛(wèi)星軌道預(yù)報(bào)[J]. 于洋,郭立紅,李丹. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2013(06)
[9]四象限探測器光電跟蹤伺服系統(tǒng)的研究[J]. 李芳,郭建強(qiáng),何婷婷,李游,殷凱. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2013(11)
[10]基于自適應(yīng)差分進(jìn)化算法的三軸光電跟蹤策略[J]. 官伯林,賈建援,朱應(yīng)敏. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(10)
博士論文
[1]星間激光通信若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 焦仲科.中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所 2017
[2]衛(wèi)星光通信捕獲跟蹤技術(shù)研究[D]. 薛正燕.中國科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所) 2015
[3]空間二維光電轉(zhuǎn)臺(tái)的高穩(wěn)定捕獲跟蹤技術(shù)研究[D]. 白帥.中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所) 2015
[4]高精度多軸穩(wěn)定平臺(tái)指向誤差的分析與研究[D]. 湯其劍.天津大學(xué) 2014
[5]提高艦載光電設(shè)備跟蹤精度的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張艷.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2013
[6]三軸光電跟蹤系統(tǒng)跟蹤策略和控制研究[D]. 官伯林.西安電子科技大學(xué) 2012
碩士論文
[1]低軌空間目標(biāo)軌道預(yù)報(bào)的精度改進(jìn)及應(yīng)用[D]. 蒼中亞.南京信息工程大學(xué) 2016
[2]基于偏三軸結(jié)構(gòu)機(jī)架的指向誤差修正研究[D]. 張玉碟.中國科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所) 2014
[3]動(dòng)平臺(tái)間快速捕獲技術(shù)研究[D]. 張瑞欽.長春理工大學(xué) 2014
[4]光電跟瞄裝置的目標(biāo)捕獲方法研究[D]. 張宏生.西安電子科技大學(xué) 2009
[5]衛(wèi)星光通信雙向掃描捕獲技術(shù)研究[D]. 朱博韜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[6]空間交會(huì)激光雷達(dá)APT捕獲技術(shù)及仿真[D]. 馮國柱.電子科技大學(xué) 2006
本文編號(hào):3335680
【文章來源】:中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所)四川省
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 捕獲理論研究現(xiàn)狀
1.3 論文主要內(nèi)容
第2章 空間目標(biāo)捕獲原理及分析
2.1 空間目標(biāo)捕獲的基本概念
2.1.1 捕獲方式
2.1.2 捕獲定義
2.1.3 捕獲指標(biāo)
2.2 捕獲方法分析
2.3 本章小結(jié)
第3章 誤差源分析及誤差估算
3.1 誤差源分析
3.2 誤差估算
3.3 本章小結(jié)
第4章 捕獲模型的建立
4.1 誤差到不確定區(qū)域的傳遞
4.1.1 坐標(biāo)系的定義與旋轉(zhuǎn)矩陣
4.1.1.1 地心慣性坐標(biāo)系
4.1.1.2 地固坐標(biāo)系
4.1.1.3 測站坐標(biāo)系
4.1.1.4 站址坐標(biāo)
4.1.2 誤差傳遞模型建立
4.1.2.1 地心慣性坐標(biāo)系轉(zhuǎn)測站坐標(biāo)系
4.1.2.2 測站地平坐標(biāo)系到三軸光電跟蹤設(shè)備的傳遞
4.1.2.3 誤差角的計(jì)算
4.1.2.4 誤差角到不確定區(qū)域的映射
4.1.3 不確定區(qū)域的特性分析
4.1.3.1 Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)
4.1.3.2 Lilliefors檢驗(yàn)
4.1.3.3 Shapiro檢驗(yàn)
4.2 不確定區(qū)域內(nèi)搜索捕獲方法設(shè)計(jì)
4.2.1 成功捕獲條件
4.2.2 捕獲評(píng)價(jià)指標(biāo)
4.2.3 掃描函數(shù)討論
4.2.3.1 玫瑰掃描
4.2.3.2 利薩如掃描
4.2.3.3 逐行掃描
4.2.3.4 螺旋掃描
4.2.4 掃描方法分析
4.3 本章小結(jié)
第5章 空間目標(biāo)捕獲方法的仿真分析
5.1 MonteCarlo原理
5.2 搜索捕獲方法的仿真實(shí)驗(yàn)
5.2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.2.2 搜索捕獲方法的改進(jìn)及分析
5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 本文主要的工作
6.2 結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]不確定區(qū)域天線掃描目標(biāo)捕獲方法[J]. 吳鐵柱,陳學(xué)軍,王青松,劉亞兵. 電訊技術(shù). 2016(11)
[2]軌道坐標(biāo)系到地心固定坐標(biāo)系的直接轉(zhuǎn)換方法[J]. 竇長勇,岳昔娟. 航天返回與遙感. 2016(05)
[3]一種提高光電跟蹤設(shè)備捕獲概率的搜索方法[J]. 張海波,馬勇輝,季東,陳冬,王華培. 紅外與激光工程. 2016(02)
[4]星間光通信中快速捕獲技術(shù)研究[J]. 薛正燕,亓波,任戈. 光通信技術(shù). 2015(06)
[5]天基空間監(jiān)視交會(huì)計(jì)算和可觀測時(shí)段預(yù)報(bào)的誤差分析[J]. 白顯宗,陳磊. 宇航學(xué)報(bào). 2015(05)
[6]一種自動(dòng)對(duì)稱補(bǔ)償?shù)木W(wǎng)絡(luò)IP時(shí)鐘誤差消除算法[J]. 王薇. 軟件. 2014(10)
[7]空地激光通信系統(tǒng)中捕獲子系統(tǒng)仿真[J]. 劉鵬,王曉曼,韓成,褚影. 光子學(xué)報(bào). 2014(02)
[8]SGP4/SDP4模型應(yīng)用于水平式光電跟蹤設(shè)備的衛(wèi)星軌道預(yù)報(bào)[J]. 于洋,郭立紅,李丹. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2013(06)
[9]四象限探測器光電跟蹤伺服系統(tǒng)的研究[J]. 李芳,郭建強(qiáng),何婷婷,李游,殷凱. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2013(11)
[10]基于自適應(yīng)差分進(jìn)化算法的三軸光電跟蹤策略[J]. 官伯林,賈建援,朱應(yīng)敏. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(10)
博士論文
[1]星間激光通信若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 焦仲科.中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所 2017
[2]衛(wèi)星光通信捕獲跟蹤技術(shù)研究[D]. 薛正燕.中國科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所) 2015
[3]空間二維光電轉(zhuǎn)臺(tái)的高穩(wěn)定捕獲跟蹤技術(shù)研究[D]. 白帥.中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所) 2015
[4]高精度多軸穩(wěn)定平臺(tái)指向誤差的分析與研究[D]. 湯其劍.天津大學(xué) 2014
[5]提高艦載光電設(shè)備跟蹤精度的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張艷.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2013
[6]三軸光電跟蹤系統(tǒng)跟蹤策略和控制研究[D]. 官伯林.西安電子科技大學(xué) 2012
碩士論文
[1]低軌空間目標(biāo)軌道預(yù)報(bào)的精度改進(jìn)及應(yīng)用[D]. 蒼中亞.南京信息工程大學(xué) 2016
[2]基于偏三軸結(jié)構(gòu)機(jī)架的指向誤差修正研究[D]. 張玉碟.中國科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所) 2014
[3]動(dòng)平臺(tái)間快速捕獲技術(shù)研究[D]. 張瑞欽.長春理工大學(xué) 2014
[4]光電跟瞄裝置的目標(biāo)捕獲方法研究[D]. 張宏生.西安電子科技大學(xué) 2009
[5]衛(wèi)星光通信雙向掃描捕獲技術(shù)研究[D]. 朱博韜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[6]空間交會(huì)激光雷達(dá)APT捕獲技術(shù)及仿真[D]. 馮國柱.電子科技大學(xué) 2006
本文編號(hào):3335680
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