检索结果-南通市图书馆

中国光学（中英文） 2023年第6期16卷 1433-1441页

作者：阮宇翔董磊中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

为了提高传统星敏感器的姿态测量精度,可将干涉测角技术与传统星敏感器相结合,即在传统星敏感器质心定位技术的基础上,利用星像点的光强信息进一步进行细分,从而突破了质心定位的精度限制,形成具有大视场高精度的干涉星敏感器。本文对... 详细信息

为了提高传统星敏感器的姿态测量精度,可将干涉测角技术与传统星敏感器相结合,即在传统星敏感器质心定位技术的基础上,利用星像点的光强信息进一步进行细分,从而突破了质心定位的精度限制,形成具有大视场高精度的干涉星敏感器。本文对制约干涉星敏感器测角精度的因素进行深入研究,重点研究干涉条纹的分割误差对测角精度的影响机理。通过研究分析,得出以下结论:光锲阵列不等分误差不是影响干涉星敏感器测角精度的主要因素;莫尔条纹周期与光楔阵列整体通光尺寸不匹配误差小于1%时,可保证单因素测角误差小于0.01";对于莫尔条纹取向与光楔阵列排布方向不正交误差,条纹旋转角度应当小于0.1°,可保证单因素测角误差小于0.01"。所以,应在实际加工与装调过程中抑制上述两个主要误差,从而使干涉星敏感器的实际测角精度接近高精度理论值。

关键词：干涉星敏感器干涉测角技术干涉条纹相位估计测角精度

来源：

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于干涉测量的高精度星敏感器的测角精度研究

基于干涉测量的高精度星敏感器的测角精度研究

引用

作者：阮宇翔中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)

学位级别：硕士

星敏感器是一种高精度的姿态敏感测量仪器,在航天器的姿态控制系统中起到重要作用,并且在导弹制导系统、激光指向传感器系统和深空激光通信系统等方面得到了广泛的应用。传统星敏感器的质心精度一般为1/10到1/50像元。为了提高这个精度... 详细信息

星敏感器是一种高精度的姿态敏感测量仪器,在航天器的姿态控制系统中起到重要作用,并且在导弹制导系统、激光指向传感器系统和深空激光通信系统等方面得到了广泛的应用。传统星敏感器的质心精度一般为1/10到1/50像元。为了提高这个精度,通常会采用更小的视场。然而,更小的视场会减少用于追踪的可靠星源数量,并且降低了所需的测量速率,视场减小也会降低星敏感器的动态性能。高分辨率的焦平面阵列(FPA)可以提高传统星敏感器的质心精度。然而,当FPA的分辨率提高时,星敏感器的重量、体积和能量损耗也会增加。此外,更高分辨率的FPA更易于受到辐射的影响。因此,传统星敏感器的姿态测量精度与视场、质量、体积等因素之间存在相互制约的关系,且质心定位精度存在理论上限。为了提高传统星敏感器的姿态测量精度,可将干涉测角技术与传统星敏感器相结合,这就在传统星敏感器质心定位技术的基础上,利用星像点的光强信息进一步进行细分,因此突破了质心定位的精度限制,形成具有高精度的干涉星敏感器。本文对制约干涉星敏感器测角精度的因素进行了深入研究,重点研究了干涉条纹的不合理分割、光束横向光强的不均匀分布以及宽带光入射对测角精度的影响机理。本论文具体的研究工作如下:首先,对传统星敏感器的发展历程及现状进行了总结,介绍了传统星敏感器的工作原理和主要的技术参数,介绍了星点质心定位技术的研究与发展。指出了传统星敏感器的局限性,介绍了可规避传统星敏感器缺陷的干涉星敏感器的研究与发展历程。然后,分析了干涉星敏感器的基本原理和干涉星敏感器的基本结构以及选型标准。利用傅里叶光学中的角谱理论对星点入射的平面波在干涉星敏感器中的传输过程进行了数学建模,最终推导简化后得到了目标光入射角与条纹相位之间的对应关系表达式。介绍了干涉测角技术实现精确测角的具体方法,给出了相关的计算表达式。针对干涉星敏感器实际单星测角误差较大的问题,对测角精度的制约因素进行了分析,进一步分析了干涉条纹形状对测角精度的影响机理和干涉条纹的不合理分割对测角精度的影响机理。提出制约干涉星敏感器单星测角精度的两个关键科学问题:(1)干涉条纹形状偏离正余弦曲线(源于目标光的横向光强非均匀分布和目标光的光谱分布)对测角精度的影响机理;(2)干涉条纹的不合理分割(包含莫尔条纹的非均匀分割和非完整周期分割以及莫尔条纹的相对倾斜)对测角精度的影响机理。接着,对于干涉条纹的不合理分割对测角精度的影响进行了理论分析,将干涉条纹的不合理分割分成光楔阵列不等分、莫尔条纹周期与光楔阵列整体通光尺寸不匹配以及莫尔条纹取向与光楔阵列排布方向不正交这三种情况。针对这三种情况进行了仿真分析,得到其对干涉星敏感器测角精度的影响程度。其次,对于光束横向光强的不均匀分布对测角精度的影响进行了理论分析,给出了相关的数学模型以及基模高斯光束的相关表达式。研究不同高斯光束参数所对应的不同起伏程度的光强分布情况,来估计光束非均匀性对测角精度的影响程度。最后,对于宽带光入射对测角精度的影响进行了理论分析,给出了高斯线型光源、洛伦兹线型光源和矩形谱密度光源这三种典型光源的数学模型。根据三种典型光源的数学模型分别进行了研究和仿真,得到宽带光入射对测角精度的影响程度。

关键词：干涉星敏感器干涉测角技术干涉条纹相位估计测角精度

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

欢迎您,

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

欢迎您,

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：