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基于姿态矩阵判据的光学焦距在线快速标定
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 分类:V448.2[航空宇航科学与技术—飞行器设计;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学仪器光电学院惯性技术国家级重点实验室新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室,北京100191, [2]中国地质大学信息技术实验中心,湖北武汉430074
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.61004140,No.60825305,No.61104198)
中文摘要:

针对在轨运行的微小航天器发射过程的振动引起的结构变形和在轨太阳光照产生的结构热变形会使发射前对惯性恒星罗盘(Inertial Stellar Compass:ISC)标定的光学系统焦距偏离实际值,进而影响微小航天器的高精度姿态确定的问题,提出了一种基于姿态矩阵判据的ISC光学系统焦距在线快速标定方法。首先,分析了光学系统焦距与姿态矩阵的映射关系;然后,利用任一时刻由滤波生成的姿态矩阵,结合姿态矩阵单位正交特性的这一判据,采用迭代法实现了ISC光学系统焦距的在线快速标定。实验结果表明:该方法对ISC光学系统焦距的标定精度同星点质心提取的像素精度相当,大约为0.01个像素。该方法可在轨随时进行光学系统焦距的标定,标定速度快,且不需要采集大量姿态测量传感器的数据,标定效果良好。

英文摘要:

The structure deformation of a micro-spacecraft in orbit caused by launching vibration and its thermal deformation resulted from sunlight will change the optical focal length of an Inertial Stellar Compass(ISC) in the calibration before launching.Furthermore,it will affect on the high-precision attitude determination for the micro-spacecraft.To improve the calibration,an online fast calibration method based on the attitude matrix criterion was presented.Firstly,this method was used to analyze the mapping relation between the optical focal length and the attitude matrix.Then,combining the attitude matrix generated by the filter in any time with the orthogonal unit features of attitude matrix,the focal length of ISC was calibrated online based on an iterative method.Experimental results indicate that the calibration precision by proposed method for the optical length of the ISC system is equivalent to the extracting precision by the stellar center of mass method,and it is about 0.01 pixel.This method can calibrate the focal length at any time in orbit,and have fast calibration speeds and better calibration results without capturing a large number of other attitude measurement data from sensors.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699