空间控制技术与应用

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2017, 43(4): 0.

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对国内外星光导航技术的研究现状和发展过程进行综述和总结，汇总介绍国外几种典型应用平台星敏感器的发展现状.最后阐述星光导航技术面临的问题和未来的发展趋势.

Select 空间光学敏感器技术进展与应用

郝云彩

2017, 43(4): 8-18. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2017.04.002

摘要 ( 130 )

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空间光学敏感器作为航天器控制与导航以及空间监视测量的重要传感器在航天任务实施中发挥着重要作用，论述空间光学敏感器概念的内涵和外延、分类方法、特点、设计目标与方法、应用，对各类敏感器的技术进展和应用情况进行概要综述，归纳此类敏感器的发展趋势.

Select 弹载捷联星敏感器强光规避策略及算法

王海涌, 王腾飞, 钟红军, 王可东

2017, 43(4): 19-24.

摘要 ( 106 )

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分析星敏感器在南大西洋异常区(south atlantic anomaly,SAA)工作异常的机理，建立空间粒子干扰仿真模型；并在此基础上，提出星点甄别和帧间比对两种抗空间粒子干扰算法.仿真结果表明，SAA环境下采用改进后的算法，星敏感器在捕获和跟踪模式下其识别成功率高、耗时少，空间辐射环境适用性较强.

Select 一种多帧相关滤波的星敏感器像素非均匀性误差校正方法

郑循江, 叶志龙, 杨勤利, 孙朔冬

2017, 43(4): 31-36. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2017.04.005

摘要 ( 109 )

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为了进一步提升星敏感器的星点定位精度，分析星敏感器的像素误差来源和形成机理，提出一种多帧相关滤波的像素非均匀性误差校正方法.根据星图中星点的位置确定质心定位域和局部校正域，利用当前帧星图信息和前一帧的局部校正域信息预测当前帧的校正域，满足校正条件后采用差分法校正质心定位域.实验结果表明，本文方法能够较好地预测星图的非均匀性噪声，提升星点定位精度，具有较好的鲁棒性.

Select 星敏感器光轴热稳定性仿真分析方法

隋杰, 程会艳, 余成武, 武延鹏, 王晓燕, 郑然

2017, 43(4): 37-41. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2017.04.006

摘要 ( 113 )

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热稳定性用来衡量星敏感器光轴指向抵抗温度变化影响的能力，常用试验及仿真的方法进行分析验证.仿真方法因其高效率、低成本、可贯穿产品设计全周期等优点，已成为热稳定性分析验证的重要手段.开发了一种热力光联合仿真分析的方法进行星敏感器热稳定性计算.该方法集合了热分析、变形分析、成像仿真及热漂移计算等多项仿真分析过程.以某高精度星敏感器为例，进行了热稳定性计算，结果表明了该仿真方法的有效性.

Select 应用于天文导航的白昼恒星探测技术

孙大开, 张春明, 朱建峰, 夏梦绮

2017, 43(4): 42-46. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2017.04.007

摘要 ( 136 )

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对白昼恒星探测技术的方案进行研究，通过分析大气透过率以及散射光和恒星的光谱分布，选定900～1 700 nm探测波段.根据星表及探测器噪声的实测结果，计算得出基于光轴固定的单一视场与探测灵敏度、捕获概率的关系，并提出适应白昼观星的探测器选型、积分时间、星表设计以及多帧算法策略.观星试验结果与理论计算一致.

Select 二维三维信息融合的空间非合作

吴云, 李涛, 吴宇

2017, 43(4): 47-51. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2017.04.008

摘要 ( 95 )

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为实现位置和姿态的测量，常用敏感器包括激光类敏感器和双目立体视觉类敏感器.激光类敏感器的测量结果受目标反射特性的影响较大，而双目立体视觉敏感器的测量精度又受杂光和自身基线长度的限制.针对这两类敏感器在各自应用中存在的问题，提出一种融合二维三维信息进行位置和姿态求解的方法，综合利用二维和三维测量敏感器各自的优势来获取目标信息和进行相对位置姿态测量.通过算法仿真和试验验证了方法的可行性.

Select 一种非合作卫星目标立体视觉测量技术

李涛, 吴云

2017, 43(4): 52-56. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2017.04.009

摘要 ( 104 )

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针对空间非合作卫星近距离的相对位置和姿态测量问题，提出一种立体视觉测量技术.使用激光雷达为双目立体视觉提供先验距离信息和粗略姿态，在双目相机左右图像特征提取时增加视差范围约束，限定左右图中同名特征点提取的范围，可避免杂光条件下局部复杂纹理的干扰，有效降低计算复杂度，提高图像处理的速度.通过地面闭环试验对测量技术进行了验证，实验结果表明方法的有效性和先进性.

Select 基于标定场的激光雷达两步标定方法

吴奋陟, 郭绍刚, 朱飞虎, 王立, 吴云, 刘达

2017, 43(4): 57-62. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2017.04.010

摘要 ( 154 )

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针对激光雷达大测量范围高精度测角测距问题，提出一种基于标定场的激光雷达两步标定方法.该方法在分析激光雷达测角误差和测距误差的基础上，提出激光雷达误差修正模型.该模型将距离修正从标定模型中分离，首先利用靶标场完成全视场的角度标定，并确定其外部参数，再利用基线场实现距离标定.以降低距离标定参数与角度标定参数之间的耦合性，保证激光雷达角度和距离标定的精度和准确度.实验结果表明方法合理有效，能够实现激光雷达的高精度标定.

Select 基于FPGA的激光成像质心提取算法的硬件实现

金明磊

2017, 43(4): 63-67. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2017.04.011

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针对一款激光成像测距系统设计激光成像自适应质心提取算法模块，该模块包含自适应积分时间调整、多波峰毛刺平滑处理及基于灰度加权的质心提取3个子模块，该模块已在FPGA上实现，处理延迟小，占用资源少，可稳定提取目标在线阵探测器上成像的质心位置，提高三维激光测距的精度.

Select 基于Bipod结构的星敏感器遮光罩安装结构优化设计

陈建峰, 余成武, 程会艳, 隋杰, 武延鹏

2017, 43(4): 68-72. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2017.04.012

摘要 ( 96 )

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星敏感器是航天器中常用的姿态确定仪器，其测量精度较高，且受外界环境因素、尤其是温度因素影响显著.星敏感器的热稳定性对其精度有着重要的影响，为改善星敏感器的热稳定性，提出一种基于Bipod结构的星敏感器遮光罩安装结构优化设计.通过仿真分析，此设计极大的改善了星敏感器结构的热稳定性，提高了星敏感器在轨工作时光轴指向精度的稳定性，且星敏感器的强度与刚度条件均能满足安全设计要求.

Select 一种快速全天星图识别算法

程会艳, 钟红军, 王龙, 杨君, 郑然

2017, 43(4): 73-78. doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2017.04.013

摘要 ( 134 )

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对星敏感器全天识别算法进行了研究，综合考虑三角形匹配识别法和四面体识别法的优缺点，提出一种改进的快速全天星图识别算法.该算法通过优化导航星对角距筛选方法，节省存储空间；同时引入K矢量法用于加快星图识别中角距匹配的速度；在三角形识别不唯一时，引入第四颗观测星进行四面体识别，提高识别成功率；并在三角形识别结束后增加投影验证功能以避免误识别.仿真结果表明，该算法合理有效，可节省存储空间，减小星图识别时间，提高识别正确率，具有很好的实用价值.