CCD星图模拟器的设计及验证
高精度星图模拟及有效性验证新方法
高精度星图模拟及有效性验证新方法
全伟;房建成
【期刊名称】《光电工程》
【年(卷),期】2005(032)007
【摘要】为在地面上进行星图模拟以测试星图识别算法和星敏感器性能,提出了一种新的高精度星图模拟方法.该方法利用截面圆和固定区域的性质,根据赤纬值求解赤经跨度来确定选星条件;将选出的导航星通过构建理想星敏感器模型,来求解它们在CCD面阵上的精确位置;根据位置信息,采用TFT液晶光阀,以实现高质量的星图模拟;利用星间角距和投影原理的性质来验证星图模拟的有效性.仿真实验结果表明,与现有星图模拟方法相比,此方法选星速度快,模拟实时性好,准确率达到98.8742%,位置精度达到1/50个像素.
【总页数】5页(P22-26)
【作者】全伟;房建成
【作者单位】北京航空航天大学,第五研究室,北京,100083;北京航空航天大学,第五研究室,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.4
【相关文献】
1.甚高精度星模拟器星图显示与控制系统研究 [J], 孙高飞;张国玉;王凌云;高玉军;王向东
2.一种高超星图高精度半盲复原算法 [J], 杨博;李嘉兴;杨照华;刘玉双
3.星敏感器星图的高精度星点提取方法 [J], 何贻洋;王宏力;冯磊;由四海;许强
4.综合考虑堆石体复杂特性的颗粒流高精度高效率模拟新方法 [J], 赵佩臣;刘玉凤
5.弱可视环境下卫星图像粘连区域高精度分割方法研究 [J], 贾润亮
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星敏感器外场观星标定及检验方法研究
星敏感器外场观星标定及检验方法研究姜文英;陈元枝;俞晓磊;赵志敏;沈令斌【摘要】The mainly calibration methods of the star sensor,which is based on the real space experiment outfield,as well as the composition and structure of the test platform,were introduced. The dynamic and static three-axis attitude accuracy and the update rate of output data were acquired by processing and analyzing the related experiment data obtained from the dual-CCD star sensor. The results showed that the calibration method on real space can examine the performance specifications on accuracy,update rate,sensitive magnitude and capture time of the star sensor,and have high credibility.%介绍了星敏感器的主要检验标定方法—外场实测观星标定方法，以及实验平台的组成和搭建。
根据对双 CCD 探头星敏感器获取的实验数据进行处理、分析，给出了动、静态三轴姿态精度和数据更新率。
实验结果表明，采用这种方法可对星敏感器的精度、更新率、敏感星等级、捕获时间等指标进行检验，可信度高。
【期刊名称】《计量学报》【年(卷),期】2016(037)003【总页数】4页(P251-254)【关键词】计量学;星敏感器;外场观星测试系统;标定方法;三轴姿态【作者】姜文英;陈元枝;俞晓磊;赵志敏;沈令斌【作者单位】南京航空航天大学自动化学院，江苏南京 210016; 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，广西桂林 541004;桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，广西桂林 541004;江苏省标准化研究院，江苏南京 210029; 南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏南京 210094;南京航空航天大学自动化学院，江苏南京 210016;南京航空航天大学自动化学院，江苏南京 210016【正文语种】中文【中图分类】TB96星敏感器是通过成像器件获取恒星星图，由微处理器及软件进行星图匹配、识别，并根据已识别恒星的精确位置（星表）计算星敏感器安装坐标系相对于J2000.0地心惯性坐标系的三轴姿态（偏航角、俯仰角、横滚角）［1］。
天文漂移扫描CCD相机的技术验证的开题报告
天文漂移扫描CCD相机的技术验证的开题报告一、课题背景天文漂移扫描（Astrometric Drift Scanning）是一种被广泛应用于恒星定位和星表制作的技术，该技术可以通过漂移扫描CCD相机来测量天体的位置和运动。
Astrometric Drift Scanning CC相机在天文观测和定位方面已经得到了广泛的应用。
该技术可以提供精确的恒星位置信息，对于到任意准确度的三维定位都非常有效，具有较高的应用价值。
因此，对于Astrometric Drift Scanning技术的研究和应用具有重要的科学意义和实际应用价值。
二、研究目的本研究旨在通过对Astrometric Drift Scanning CCD相机进行技术验证，探究这种技术的实际应用效果。
具体而言，我们将从技术要点、技术原理、技术特点等方面入手，通过实验的方法，验证Astrometric Drift Scanning CCD相机的定位和追踪能力，以及测量的准确性和稳定性。
三、研究内容（一）技术原理和技术要点的分析本研究将对Astrometric Drift Scanning技术的原理和要点进行分析和讨论，包括该技术的光电探测、相机机械结构和数据处理等方面。
（二）Astrometric Drift Scanning CCD相机的实际应用效果的研究通过对Astrometric Drift Scanning CCD相机进行实验验证，比较其与传统星表制作方法的差异，探究其在恒星定位和星表制作方面的实际应用效果。
特别关注其准确性和稳定性。
（三）技术的局限性和改进的研究性，并提出应对策略。
此外，通过改进Astrometric Drift Scanning技术的硬件和软件等方面，进一步提升其应用效果。
四、研究意义本研究的意义在于通过对Astrometric Drift Scanning技术的研究和应用，提高恒星定位和星表制作的精度和效率，对推动天文学的发展和应用具有积极的意义。
基于CMOS星图成像的计算机模拟
测 量部 件 。其 中 ， 实现 自主 导 航 、 速 且 识 别 率 快
高的星 图识 别 算 法 必不 可缺 。对 星 图识 别 算 法
射检 索 ， 以星是否 在 视场 内作 为 检 索终 止 的 限制
条件 。
最 初实 验测 试 ， 由于航 天 实 验 费 用 大 ， 往 不 可 往
能 进行 实时 空 间实 验 ； 因此 ， 了检 验 识 别 算 法 为 性 能 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ及 对 观测 星 选 择 的合 理 性 问题 进 行 有效
考 虑到 Ｃ Ｍ０ Ｓ星 敏感 器 可 以做 到较 大 的视
置 。由太 阳 质 心 换 算 到 地 球 质 心 ， 即加 入 光 行
差， 则得 视位 置Ｌ 。 １ ］
场， 且根 据平 差方法解 算姿 态 角要 求每 一 视 域范
围有三 个 以上 的导 航 星 即 可 准确 算 出卫 星 的姿 态 。因此 ， 文 采 用 Ｆ 本 Ｋ５基 本 星 表 。Ｆ ５星 表 Ｋ 给 出了 ９ ９ ０ ６颗亮 星 的 位置 、 度 、 亮 光谱 类 型 、 自
的 区域 。将 天空 的 星按赤 经 、 纬 每隔 一度 分 成 赤 ３０ ８ ６ ×１ ０个 区间 ， 个 区 间 的 星 星 的数 据 都 存 每 在一个 数 据 包 中 。给 定 视 轴 后 ， 定 其 所 在 区 判
间 ， 而得 到其所 在 的数 据包 。然后 按 照 纬度 的 从
递增和 减少 、 经度 的增 加 和减 少 的方 式 向 四周 辐
由于 Ｆ Ｋ５星 表 提 供 的 是 恒 星 在 标 准 历 元 （２ Ｏ ） Ｊ Ｏ Ｏ 的平 赤 道 坐 标 （ 位 置 ） 而 星 敏感 器 上 平 ， 所得 的是恒 星在 观测 瞬 时的 真赤 道 坐标 （ 测 位 观
高精度经纬仪与CCD相结合的星模拟器星点位置测量系统设计
高精度经纬仪与CCD相结合的星模拟器星点位置测量系统设计姜文璋;张国玉;孙高飞;胡冰【摘要】In order to realize the star position measurement of star simulator, a new measurement system combing high-precision theodolite with CCD is established. First of all, the LEICA TM6100A high-precision theodolite is used to search and position star, and then star imaging optical system optimized by ZEMAX is used to realize the optical connecting of theodolite and ICX618AL plane array CCD chip. The acquisition,processing and transmission of star im-age information is controlled by EP2C8T144C8N type FPGA. Finally,the star is extracted by using MATLAB accord-ing to square weighted centroid algorithm. According to the analysis of optical system aberration and star extraction sim-ulation, the theoretical error of system is summarized.The result shows that the star position measurement error of this system is 4.66' ,and it is not limited by the field of view. It can satisfy the measurement system requirement of single star position measurement accuracy is better than 5' ,with the measurement range for ±12° field of view.%为实现对星模拟器星点位置的测量,建立了高精度经纬仪与CCD相结合的新测量系统.首先,莱卡TM6100A型高精度经纬仪实现星点搜索和定位,然后利用ZEMAX优化的星点成像光学系统完成经纬仪与ICX618ALA型面阵CCD芯片的光学衔接,通过EP2C8T144C8N型FPGA完成星点图像信息采集、处理和传输的控制,最后利用MATLAB根据平方加权质心算法完成星点提取.根据光学系统像差和星点提取仿真分析,总结了系统的理论误差分析结果.结果表明:该测量系统不受视场限制且星点位置测量误差为4.66',满足测量范围为±12°视场,单星位置误差测量精度优于5'的要求.【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(040)001【总页数】4页(P68-71)【关键词】星点位置测量;高精度经纬仪;CCD成像;平方加权质心算法【作者】姜文璋;张国玉;孙高飞;胡冰【作者单位】长春理工大学光电工程学院,长春 130022;长春理工大学光电工程学院,长春 130022;长春理工大学光电工程学院,长春 130022;长春理工大学光电工程学院,长春 130022【正文语种】中文【中图分类】TN202星模拟器是星敏感器的地面标定设备，其精度水平直接影响星敏感器标定的准确性，进而决定空间探测器姿态测量的精确性［1］，故对星模拟器的精度检测尤为重要。
星敏感器CCD相机成像模拟技术
星敏感器CCD相机成像模拟技术
张锐;姜挺;江刚武
【期刊名称】《测绘科学技术学报》
【年(卷),期】2008(025)001
【摘要】星敏感器是卫星姿态确定与控制系统中重要的星上设备.为了能够方便地研究基于星敏感器的星图识别算法,采用恒星瞬时坐标进行星图模拟,讨论了根据空间坐标系的旋转变换以及摄影测量中的共线条件方程;利用计算机仿真技术对CCD 相机成像过程进行模拟,得到模拟星图以作为下一步星图识别工作的基础.最后对坐标变换的准确性进行了验证.
【总页数】4页(P42-45)
【作者】张锐;姜挺;江刚武
【作者单位】信息工程大学,测绘学院,河南,郑州,450052;信息工程大学,测绘学院,河南,郑州,450052;信息工程大学,测绘学院,河南,郑州,450052
【正文语种】中文
【中图分类】P237
【相关文献】
1.科学级CCD相机在星敏感器中的设计与应用 [J], 何家维;何昕;魏仲慧
2.EMCCD相机在全天时星敏感器中的设计与应用 [J], 何家维;何昕;魏仲慧;林为才
3.基于CCD星敏感器的天文导航关键技术的发展 [J], 李峻年;王伟
4.面向应用的CBERS-02B星高分辨率相机成像数值模拟技术框架 [J], 邱振戈;甘
甫平;尤淑撑;岳庆兴;张春玲;贾永红
5.动态CCD星敏感器驱动成像系统设计与实现 [J], 武奕楠;江洁;张广军
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基于FPGA的CCD模拟器采集系统的设计
基于FPGA的CCD模拟器采集系统的设计
徐磊;翟国芳;马飞;段京
【期刊名称】《电子测量技术》
【年(卷),期】2014()8
【摘要】为满足卫星相机视频处理电路的测试需求,针对一款新型高性能模拟前端,提出了一种可行的CCD数据采集处理方法,以Xilinx公司FPGA为核心,采用VHDL语言实现FPGA的逻辑设计,通过FPGA输出满足A/D的工作时序信号,利用RS232接口接收上位机指令实现不同种类CCD信号的选择输出,验证这款A/D 在相关双采样(CDS)模式下的工作情况.最终将处理后的数据输出到Camera Link 接口,观察图像数据。
测试结果表明本系统具有很好的通用性和灵活性,能够满足多种星载相机视频处理电路的测试需求。
【总页数】5页(P112-116)
【关键词】模数转换器;FPGA;信号处理;CCD
【作者】徐磊;翟国芳;马飞;段京
【作者单位】北京空间机电研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN307
【相关文献】
1.基于FPGA的线阵CCD图像采集与显示系统设计 [J], 周敬东;沈飘海;王雷
2.基于FPGA和USB的面阵CCD图像采集系统设计 [J], 杨勇奇;王典洪;徐朝玉;
倪效勇;罗林波
3.基于FPGA的线阵CCD激光采集系统设计 [J], 孟蔓菁; 邹彤; 刘海波
4.基于FPGA与STM32的多通道CCD光谱采集系统设计 [J], 柳阳; 黄斐; 郑思旭; 郭汉明
5.基于STM32与FPGA的背照式CCD光谱采集系统设计 [J], 郑思旭; 黄斐; 柳阳; 郭汉明
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大面阵CCD相机图像信号模拟器的设计
关键词 ： 面阵 Ｃ Ｃ Ｄ模 拟 器 ； Ｆ Ｐ ＧＡ； Ｃ Ｃ Ｄ时序 ； Ｃ ａ ｍｅ ｒ ａ － ｌ ｉ ｎ ｋ 中图 分 类 号 ：Ｔ Ｐ ２ １ ２ ． １ ４ 文 献 标 识 码 ：Ａ 国 家标 准 学 科分 类代 码 ： ５ １ ０ ． ４ ０ ５ ０
（ Ｋｅ ｙ Ｉ ａ ｂｏ ｒ ａ ｔ ｏｒ ｙ ｏｆ Ａｉ ｒ ｂｏ ｒ ｎｅ Ｏｐｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｍａ ｇｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｍｅ ａ ｓ ｕｒ ｅ ｍｅ ｎｔ ． Ｃｈａ ｎ ｇｃ ｈ ｕｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｏｐ ｔ ｉ ｃ ｓ， Ｆｉ ｎ ｅ Ｍｅ ｃ ｈａ ｎ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｈｙ ｓ ｉ ｃ ｓ， Ｃｈ ｉ ｎｅ ｓ ｅ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ｏ ｆ Ｓｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ｓ， Ｃｈａ ｎ ｇｃ ｈｕｎ １ ３ ０ ０３ ３， Ｃｈｉ ｎａ ）
研 究 与 开 发 。 。 薯 ｉ 臻
己 第 口 Ｉ ］ 年］ 月
］ 己 卷 Байду номын сангаас ］期
—
大面阵 Ｃ Ｃ Ｄ相 机 图像信 号模 拟器 的设 计 ＊
李 清 军 刘 志 明 汪 龙 淇 杨 永 明
（ 中 国科 学 院 航 空 光 学 成 像 与 测 量 重 点 实 验 室 中国 科 学 院 长 春 光 学 精 密机 械 与 物 理 研 究 所 长 春 １ ３ ０ ０ ３ ３ ） 摘 要 ： 面阵 Ｃ Ｃ Ｄ相 机 需 要 增 加 光 学 镜 头 并 在 时 序 控 制 电路 驱 动 下 才 能 输 出 图 像 ， 给图像采集 、 存 储 等 图 像 处 理 实 验 带 来 不 便 在 分 析 面 阵 Ｃ Ｃ Ｄ（ Ｍ２ ２ ） 的特 性 和 时序 的基 础 上 ， 设计了一种 基于现 场可编程 门阵列 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 的大面阵 Ｃ Ｃ Ｄ模 拟 器 ， 把 一 幅标准图像预先存储放在 Ｆ Ｌ ＡＳ Ｈ中， 上 电初 始 化 后 ， 再 把该 图 像 从 Ｆ Ｌ ＡＳ Ｈ拷 贝到 Ｓ Ｄ Ｒ ＡＭ 中 ， 根 据 相 应 的指 令 ， 在 时 钟 的 下降沿把 Ｓ ＤＲ ＡＭ 中 图 像 信 息 按 照 Ｃ ａ ｍｅ ｒ ａ ｌ ｉ ｎ ｋ协 议 输 出 ， 并 对像 素时钟进行 计数 ， 产生 行同步信 号。实验结 果表 明， 面 阵 Ｃ Ｃ Ｄ模 拟器 符合 Ｍ２ ２相 机 的 输 出时 序 要 求 。模 拟 器 的 设 计 与 实 现 为 图 像 采 集 和 存 储 等 实 验 提 供 了支 持 和 保 证 ， 缩 短 了工 程
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率显示设备及平行光管模拟无穷远处平行光 ， 了高质量 星图 的模 拟。通过高精 度 Ｑ ＥＴ算法求解 姿态 ， 实现 ＵＳ 对模拟 的 星图进行 了验证 。ｉ ￣ Ｔ ｔ ｔ ３颗以上恒星的偏航角 、 俯仰角和滚动角 ， １０幅模拟 星图进行 了统计分析 ， 对 ０ 结果 显示其定
位 精度 已达 ９ ． ％ 。目前 ， ８１ 该星 图模拟器 已成功用于实际项 目， 为后续的测试星 图识 别算法提供 了 良好 的依据 ， 并缩短
Ｃ Ｄ 星 图模 拟 器 的 设 计 及 验 证 Ｃ
郭敬明１ ， ， 魏仲慧 ， 昕 ， 磊 ２ 何 张
（． 科学院 长春光学精密 １ 中国 机械与物理研究所， 长春 １０３ ； 吉林 ３０３
２ 中国科学院 研究生院 北京 １０３ ） ． ００９
摘 要 ： 了方便 星图识别算法和 星敏感器性能 的测试 ， 为 设计 了一种 Ｃ Ｄ星 图模拟器 ， Ｃ 开发 了星图模拟 软件 。采用高分辨
Ｃ ｉ ｓ Ａ ａｅБайду номын сангаасｙｏ ｃ ｎｅ， ｈ ｎ ｃｕ ３ ０ ３ Ｃ ｉ ； ｈ ｅ ｃｄｍ ｉ ｃｓＣ ａ ｇｈ ｎ １０ ３ ， ｈｎ ｎｅ ｆＳ ｅ ａ
２ Ｇａ Ｍｔ Ｕ ｉ ｒｔ ｏ ｈｎｓ Ａａｅ ｙｏ ｃｎｅ，ｅｉ ００ ９ Ｃ ｉａ ． ｒｄ ａ ｎｖ ｓｙ ｆＣ ｉ ｅ ｃｄｍ Ｓｉ ｃｓＢ ｉｎ １０ ３ ，ｈｎ ） ｅ ｅ ｉ ｅ ｆ ｅ ｊｇ
第 ３卷
第 ５期
中国光学 与应用光学
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Ｖｏ ． Ｎｏ ５ １３ ．
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２１ ０ ０年 １ ０月
文章 编 号
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Ａｂ ｔ ｃ ：Ｉ ｒ ｅ ｅ ｔ ｈ ｄ ｎ ｉ ｃ ｔ ｎ ａ ｇ ｒ ｈ ｏ ｔ ｒｍａ ｎ ｖ ｌ ａｅ ｔ ｅ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ 。 ａ ｓａ ｓｒ ｔ ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｔ ｓ ｅ ｉ ｅ ｔ ａｉ ｌｏ ｔ ｍｓ ｆｒ ａ ｓａ ｐ ａ ｄ ｅ ａｕ ｔ ｈ ｅｉ ｍａ ｃ ｌ ｔｒ ｏ ｔ ｉ ｆ ｏ ｉ ｏ ｓ ｎ ｏ ．ａ Ｃ Ｄ ｓａ ｐ ｓｍｕ ａｏ ｓｐ ｏ ｏ ｅ ｎ ｈ ｔ ｒ ｐ ｓ ｌ ｔ ｎ ｓ ｆ ｒ ｓｄ ｖ ｌｐ ｄ ｉ ｉ ｐ ’ ｅ ｓ ｒ Ｃ ｔｒｍａ ｉ ｌｔ ｒ ｗａ ｒ ｐ ｓ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ａ ｍａ ｉ ａ ｉ ｏｔ ｅｗａ ｅ ｅｏ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｍｕ ｏ ｗａ ｈ ｐ ｒ ｈ ｙ ｔｍ ｓ ｄ ａ ｈ ｇ ． ｓ ｌ ｔ ｎ ｄ ｓ ｌｙ ｄ ｖｃ ｎ ａ ａｌ ｌ ｉｈ ｂ ｏ ｓ ｌ ｔ ｅ ｐ ｒｌ ｌｌ ｈ ｆ ｅ ．Ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｕ ｅ ｉｈ ／ ｏｕ ｉ ｉ ａ ｅ ｉ ｅ ａ ｄ ａ ｐ ｒｌ ｇ ｔｔ ｅ ｔ ｉ ａ ｅ ｔ ａ ａｌ ｉ ｔ ＇ ｅ ｏ ｐ ｅ ｌ ｕ ｍｕ ｈ ｅ ｇ ｏ
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了开发周期 。 关 键 词 ：Ｃ 星 图模拟器 ； 态确 定 Ｃ Ｄ； 姿
文 献标 识码 ： Ａ 中 图 分 类 号 ：４ ８ ２ Ｖ ４ ．
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