大視場(chǎng)高精度星敏感器技術(shù)研究.pdf

1、星敏感器是一種高精度的姿態(tài)測(cè)量?jī)x器，具有自主導(dǎo)航能力的新一代星敏感器的顯著特點(diǎn)是視場(chǎng)大，精度高，體積、質(zhì)量、功耗不斷減小。本論文以新一代星敏感器為研究背景以大視場(chǎng)、高精度為目的，對(duì)星敏感器的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了研究與探索。從星光信號(hào)能量和系統(tǒng)傳輸函數(shù)理論出發(fā)，分析了影響星敏感器的探測(cè)能力的各個(gè)環(huán)節(jié)。以信號(hào)探測(cè)和概率統(tǒng)計(jì)為理論基礎(chǔ)，對(duì)星等探測(cè)靈敏度、星等有效范圍和星探測(cè)概率進(jìn)行了分析與估算。推導(dǎo)建立了星敏感器探測(cè)能力評(píng)估模型，編寫(xiě)了評(píng)估仿真程序

2、，并進(jìn)行了仿真計(jì)算與分析。針對(duì)克服像元尺寸對(duì)測(cè)量精度限制的超精度內(nèi)插細(xì)分技術(shù)，在建立了星點(diǎn)光斑數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，利用光電統(tǒng)計(jì)理論，推導(dǎo)了星點(diǎn)光斑內(nèi)插細(xì)分精度的極限公式。針對(duì)星點(diǎn)光斑特性，分析研究了兩種內(nèi)插細(xì)分算法，根據(jù)算法特性對(duì)比，認(rèn)為矩心算法比較適于星點(diǎn)質(zhì)心計(jì)算。利用誤差統(tǒng)計(jì)理論，采用數(shù)值模擬的方法，分析了各種噪聲對(duì)矩心法質(zhì)心計(jì)算精度的影響，推導(dǎo)整理了噪聲誤差模型。通過(guò)對(duì)探測(cè)能力和測(cè)量精度的分析與研究，得出大視場(chǎng)光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和采用有效