隨著人類太空探索競爭日趨激烈,空間觀測領(lǐng)域也日益受到各國的重視。而光電望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)正是這一領(lǐng)域的主要設(shè)備之一。對光電望遠(yuǎn)鏡而言,指向精度是評價其性能的重要技術(shù)指標(biāo),其對于觀測圖像的質(zhì)量、目標(biāo)的跟蹤定位精度都有著極為重要的影響。雖然指向模型修正法可以改善指向精度,但還是存在著指向模型系數(shù)都有一定使用期限,無法做到實(shí)時性修正的缺陷。基于恒星匹配的指向修正方案可以克服指向修正模型法的局限性。光電望遠(yuǎn)鏡在被動引導(dǎo)條件下,做到實(shí)時修正望遠(yuǎn)鏡指向精度,可與觀測任務(wù)同時進(jìn)行,長時間保持高精度指向。這其中,恒星匹配算法又是整體方案中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而由于恒星匹配算法復(fù)雜度較高,其在軟件層面的實(shí)現(xiàn)運(yùn)行效率較低,準(zhǔn)時性較差,時間漂移往往在數(shù)百毫秒以上。因此對星圖快速匹配技術(shù)展開研究有著重要意義。本文在對硬件平臺綜合調(diào)研分析后,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室技術(shù)條件,在FPGA平臺上開展該項(xiàng)技術(shù)研究。在詳細(xì)分析基于誤差矢量矩陣的小視場恒星匹配算法后,給出了恒星匹配算法的硬件總體結(jié)構(gòu)。對結(jié)構(gòu)中上下位機(jī)的通信進(jìn)行設(shè)計(jì),可以有效保證數(shù)據(jù)傳輸精度。有別于傳統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)流程中軟硬件開發(fā)相對獨(dú)立,本文基于系統(tǒng)級開發(fā)方式對硬件結(jié)構(gòu)中的相關(guān)模塊進(jìn)行... 

【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)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景與意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 星圖匹配研究現(xiàn)狀
        1.2.2 硬件平臺發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 FPGA系統(tǒng)級開發(fā)方式發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)
第2章 天文定位基本原理
    2.1 引言
    2.2 坐標(biāo)系統(tǒng)
        2.2.1 時角坐標(biāo)系
        2.2.2 天球坐標(biāo)系
        2.2.3 地平坐標(biāo)系
    2.3 時間系統(tǒng)
        2.3.1 相關(guān)時間概念
        2.3.2 恒星時的計(jì)算
    2.4 天文定位基本原理
        2.4.1 望遠(yuǎn)鏡指向坐標(biāo)解算
        2.4.2 定標(biāo)恒星的理想坐標(biāo)
        2.4.3 空間目標(biāo)位置解算
    2.5 本章小結(jié)
第3章 恒星匹配算法研究
    3.1 引言
    3.2 恒星匹配指向修正系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
    3.3 恒星匹配算法理論研究
        3.3.1 坐標(biāo)解算及候選恒星的確定
        3.3.2 誤差矢量矩陣
        3.3.3 匹配條件及判定
    3.4 算法結(jié)構(gòu)分析
    3.5 關(guān)鍵模塊研究總結(jié)
        3.5.1 圖像區(qū)域的相關(guān)介紹
        3.5.2 區(qū)域標(biāo)記算法
        3.5.3 區(qū)域標(biāo)記仿真實(shí)驗(yàn)
    3.6 算法的硬件化技術(shù)研究
    3.7 本章小結(jié)
第4章 恒星匹配算法的硬件設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 恒星匹配算法的FPGA設(shè)計(jì)研究
        4.2.1 串行接口通信設(shè)計(jì)
        4.2.2 系統(tǒng)整體實(shí)現(xiàn)過程
    4.3 天文坐標(biāo)解算開發(fā)技術(shù)研究
        4.3.1 CORDIC算法基本原理
        4.3.2 CORDIC算法誤差分析
        4.3.3 CORDIC正余弦計(jì)算模塊設(shè)計(jì)
        4.3.4 設(shè)計(jì)模塊的誤差分析與仿真驗(yàn)證
        4.3.5 恒星時計(jì)算模塊設(shè)計(jì)
    4.4 誤差矢量矩陣的開發(fā)技術(shù)研究
    4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 論文總結(jié)
    5.2 論文展望
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



本文編號：3197061