一、航天CCD太阳敏感器的发展与应用（论文文献综述）
袁壮[1]（2021）在《图像传感器辐射损伤对星敏感器性能影响的实验研究》文中研究表明随着我国航空航天任务需求的日益增长以及航空航天技术的快速发展,自主导航已成为探测器实现自主运行与管理的关键技术。自主姿态测量是图像传感器自主导航系统的基本功能,在众多姿态测量设备中,星敏感器因具备高精度、全自主、误差不随时间累积等优点,已成为航空、航天、航海等多领域多平台导航系统必不可少的姿态测量设备。卫星平台星敏感器已得到广泛应用,其星敏感器技术也相对较为成熟,当前基于CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）图像传感器的星敏感器是主流星敏感器技术方向。然而,随着卫星平台对导航、控制精度需求的不断提升,其姿轨控系统对星敏感器的姿态测量精度、可靠性等也提出了更高的要求。而星敏感器工作在复杂多样的空间环境中,各种空间辐照效应势必会影响星敏感器的性能。空间辐照效应主要通过粒子和电磁作用于在轨设备,其中质子辐照效应会对CMOS图像传感器带来较大影响。为了探索质子辐照对CMOS星敏感器的性能（主要研究星敏感器精度）的影响,开展了相关研究工作。本文主要研究工作分为以下三点:1、提出了一种基于星对角距测量的星敏感器的星点质心位置精度评估方法。星敏感器的星点质心位置精度会直接影响星敏感器的姿态测量精度,然而,对于单个星点而言,其星点质心位置精度很难进行直接测量。目前已有方法多数是通过理论计算或测量星点质心位置重复性对其进行评估,这些方法得到的结果不能客观准确反应星点质心位置测量精度。因此,本文提出了一种实验测量星对角距与理论解算星点质心位置精度相结合的测量方法,并采用计算机仿真对该方法进行了理论分析。该方法不仅适用于多星匹配式星敏感器,也适用于单星跟踪式星敏感器,能够实现星点质心位置精度的评估。2、为研究图像传感器辐射损伤对星敏感器性能（主要是星点质心位置精度）的影响,基于提出的星敏感器的星点质心位置精度评估方法,设计了一套实验室测试系统及评估方案。采用经不同能量（3Me V,60Me V）的质子辐射源在不同注量的条件下辐照的CMV4000图像传感器,利用配套的星敏感器镜头及图像采集系统,搭建了星敏感器星点质心位置精度测量的实验系统。采集大量星图并进行数据处理,得到了不同质子辐照效应和星点质心位置精度之间的关系。3、为避免实验室测试设备带来的误差,设计了外场观星实验方案。搭建外场观星实验测试系统,采用60Me V高能质子辐射源在不同注量的条件下辐照的CMV4000图像传感器,利用同样的星敏感器系统,开展外场观星实验。实验结果表明:基于经过质子辐照的CMV4000图像传感器的星敏感器,其性能会产生退化;对于不同能量辐照源的质子辐照,3Me V低能质子辐照后的星敏感器的质心位置精度低于60Me V高能质子辐照后的星敏感器的质心位置精度;对于相同能量质子辐照的CMV4000图像传感器,随着质子辐照注量的增大,星敏感器暗电流增大,系统信噪比降低,星敏感器探测灵敏度降低,星点质心位置精度也随之降低;当辐照注量大于50Krad时,相同设置参数条件下星敏感器拍摄的外场夜空星图,已无法正确提取全部星点质心坐标,无法准确完成星图匹配功能。本文研究成果为开展CMOS星敏感器性能受空间质子辐照影响工作提供了理论和实验基础,也对星敏感器开展防辐照设计工作有一定的参考价值。
张淑芬[2]（2021）在《基于衍射光栅的高精度干涉星敏感器研究》文中研究表明星敏感器具有安全、可靠性高、精度高和抗干扰性强的优点,在地球遥感、地球测绘、洲际导弹和行星测绘等方面得到了广泛应用。随着航空航天事业的飞速发展以及应用场合的特殊化,要求星敏感器同时具备高精度、大视场、轻小化的性能。由于传统星敏感器精度与视场、体积、质量等性能之间存在相互制约的关系,目前国内外高精度星敏感器视场小、体积大、质量重,而一般传统微型星敏感器虽然实现了大视场,但是测量精度普遍较低,其精度等级较大型星敏感器相差一个量级。干涉星敏感器在传统星敏感器求取质心的基础上,利用星像点的光强信息进一步进行细分,因此突破了质心求取的精度限制,在相同的视场和探测器阵列数下可以获得更高的角度测量精度。在此背景下,本论文开展了基于衍射光栅的高精度干涉星敏感器的研究。首先,对星光场在基于光栅的干涉星敏感器中的传输过程进行了数学建模,并模拟仿真了星光入射角度变化时,探测器所探测到的图像变化,分析了基于光栅的干涉星敏感器精定位及粗精定位结合方法在理论上的可行性;然后,对基于光栅的干涉星敏感器结构进行了设计;最后,搭建实验平台验证基于光栅的干涉星敏感器粗精结合方法在实际应用中的可行性。本论文研究的具体工作如下:第一,利用角谱理论对星光场在基于光栅的干涉星敏感器中的光学传输过程进行数学建模,确定了干涉星敏感器利用光斑质心坐标进行粗定位和利用光斑相对强度进行精定位的方法,并将粗定位与精定位相结合以获取星光入射角度。得出了干涉星敏感器单星测量角分辨率与光栅周期、两块光栅之间的距离及电子学细分倍数有关的结论。模拟仿真了星光入射角度变化时,探测器上所探测到的图像变化,分析了干涉星敏感器精定位及粗精定位结合方法在理论上的可行性。第二,利用光学设计软件ZEMAX对基于光栅干涉的星敏感器结构进行了设计,设计出的干涉星敏感器视场为20°,系统F数为1.77,焦距为70.89mm,实现了单个星体在干涉星敏感器上的四个光斑组成一个紧凑的方形区域,且各光斑在不同视场下的均方根半径都很小,光斑能量分布集中。第三,搭建实验平台,验证基于光栅的干涉星敏感器粗精结合方法在实际应用中的可行性。
马霁壮[3]（2021）在《一种微纳卫星模拟器的设计》文中研究指明微纳卫星是一类重量低于100kg的人造卫星的统称。其中,微卫星的重量一般小于100kg,而纳卫星的重量一般小于10kg。当前最为热门的“立方星”概念同属于微纳卫星的概念范畴。在当前电子工业飞速发展,商业化航天发射及卫星制造行业趋于成熟的现实条件下,高校及研究机构自研微纳卫星成为了可能。但面向学生和初级研究人员的微纳卫星开发却仍然处在各自为战、每个任务和研究都从零开始研发的现状。对于那些试图探索微纳卫星制造和开发的研究者来说,提供一种具有代表性的初级微纳卫星开发平台具有实际的研究意义。本文针对采用商业化元器件（COTS）及汽车级、工业级元器件制造的立方星,提出了一种具有类似电学结构的立方星模拟器,并在其基础上实现了模拟轨道运行电学参数及模拟卫星系统内失效的微纳卫星失效分析试验台。它可被视为一种“立方星开发板”,在该平台上,用户可以初步地体验到微纳卫星应用程序开发的一般流程,以及如何处理微纳卫星在轨工作的一些典型状态。本文完成了以下工作:通过对于微纳卫星的基本架构抽象,进行了卫星整体结构设计,并确定模拟器的设计目标。在此基础上,设计并实现了1U立方星的星上电子系统。该系统的硬件由星载计算机、演示性卫星模拟载荷和卫星供电系统组成。各部分由一块标准1U立方星规格的电路板组成,并实现了星载计算机热备份、星上总线的拓扑结构、太阳敏感器和拍摄相机的驱动、星上子板的电源供应与管理等关键功能。其软件部分采用Free RTOS嵌入式实时操作系统,并相应地编写了服务于用户程序的系统级服务进程,对系统内置功能和组件以及硬件驱动和处理函数进行了接口封装,为二次开发提供了基础平台。在该系统上开发用户级应用时,所有应用通过调用接口及访问系统所提供的寄存器,即可在不需要直接操作硬件的前提下获取系统状态,执行相应的逻辑操作。通过分析卫星在轨工作时的状态及环境特点,设计并实现了微纳卫星失效分析试验台,通过这一试验台,用户可使用微型计算机上的控制软件,向卫星模拟器上传指令,模拟卫星电子系统工作状态及意外失效等情境。并可通过调试接口查看各块子板工作状态及调试信息。这些状态模拟为用户的二次开发提供了调试环境,使得用户不必搭建真实的测试环境,即可对几种典型情境的程序处理进行模拟,检查程序反应是否正常得当。通过本文中所述的工作,最终完成了微纳卫星模拟器的设计和制作,并研制了微纳卫星失效分析试验台,经过测试,符合设计需求及预期目标。
何隆东[4]（2021）在《基于卷帘曝光星点校正的星敏感器高更新率测姿算法研究》文中进行了进一步梳理星敏感器是航天器姿态测量的关键器件,是姿态测量精度最高的敏感器。随着高分辨率对地成像、高精度测绘等空间任务的迅猛发展,传统星敏感器姿态更新率较低（5～20Hz）的问题已然成为制约我国航天领域,尤其是空间遥感技术进步的重要瓶颈。卷帘曝光成像速度快、蕴含运动物体异步时刻位姿信息的特点具有提高姿态更新率的潜力,但卷帘异步曝光存在星点畸变和成像位置偏移的问题。因此,本文针对星敏感器高姿态更新率的迫切需求,提出了一种基于卷帘曝光星点校正的星敏感器高更新率测姿算法。主要工作如下:首先,针对卷帘曝光模式下星敏感器成像的恒星星点由于畸变和位置偏移导致的定位误差增大、姿态精度下降的问题,提出了基于时域约束的星敏感器星点质心校正方法。结合卡尔曼滤波获取最优位置和速度估计,将异步曝光时刻的星点校正到相同时刻,有效的解决了星点畸变和成像位置偏移的问题,提高了成像星点的定位精度和姿态精度。随后,针对星敏感器姿态更新率较低的问题,提出了基于卷帘曝光的高更新率测姿算法。通过精确控制卷帘曝光单帧星图中不同星点的曝光时刻,基于Cquest姿态解算算法,并结合星点校正方法,融合运动姿态递推估计与星点校正后的信息,实现了单帧星图中姿态的多次更新,从而提高姿态更新率。所提方法能够根据图像中星点位置和数量选择姿态更新次数,将星敏感器的姿态更新率提升1～15倍,可达150Hz。基于上述提出的方法,本文完成了系统数值仿真实验,从精度、运动状态、更新率等方面分析了所提方法的性能,最后开展了真实的转台实验以验证方法的有效性,为突破传统星敏感器姿态更新率低的技术壁垒提供了有效解决方案。
马霁壮,王睿,康博南,杨罕[5]（2021）在《立方星用太阳敏感器的设计》文中提出针对立方星的姿态控制中,获取卫星当前姿态的需求,设计了一种用于立方星的数字式太阳敏感器。通过线性CCD（Charge Coupled Device）和对应的狭缝型光学通路设计,实现了对点状光源相对于安装平面的法线双角度测量,并达到了视场角度40°,理论测量精度为0.01°的设计指标。该太阳敏感器采用了商用现成品和技术（COTS:Commercial Off-The-Shelf）,具有体积小、功耗低、设计简单、稳定性高和易于集成的特点。作为满足立方星子板几何尺寸的COTS资源,在未来的立方星研制过程中具有潜在的应用价值。
李建林[6]（2020）在《大口径折反式星敏感器光学系统设计》文中提出星敏感器是一种用于空间飞行器高精度姿态测量的仪器,光学系统作为其最重要的组成部分,对提高星敏感器对恒星的探测能力至关重要。随着航天技术的发展,空间科学对空间飞行器姿态精度的要求越来越高,需要探测更高星等的恒星以便作为参考目标。为了提高星敏感器的探测能力,要求其光学系统在具有更宽谱段范围和更大入瞳直径的基础上尽量减小畸变和色差。首先,本文介绍了国内外星敏感器及其光学系统的发展趋势。基于星敏感器对恒星的探测需求,分别从星光信号能量、CCD星光能量、信噪比计算和星探测概率计算等方面分析了星敏感器的探测能力。在分析了星敏感器光学系统的主要参数与技术指标之间相互关系的基础上,确定了满足15星等暗星探测能力的星敏感器光学系统的视场、口径、中心波长等参数以及弥散斑大小、畸变等技术指标要求。其次,本文着重开展了用于15星等暗星探测的大口径星敏感器光学系统的设计工作并对其进行了像质评价和公差分析。即采用改进型卡塞格林系统（R-C系统）、光阑校正球面透镜组和视场校正球面透镜组相结合的结构,设计了一种光谱范围在450-950 nm、半视场1.4o、口径250 mm、焦距425 mm且能够矫正像散、场曲和畸变的星敏感器折反式光学系统。基于初级像差理论,使用ZEMAX软件对系统初始结构参数进行了优化设计。光学系统的次镜遮拦比为0.43,成像点80%的能量集中在30?m内,最大畸变为0.081%,光学传递函数MTF在奈奎斯特频率33.3 lp/mm处大于0.75,最大倍率色差为-1.67?m。在20次蒙特卡罗分析结果中,第13个结构的绩效函数最好,为4.97516?m,第20个结构的绩效函数最差,达到7.79957?m。上述指标满足星敏感器对15星等暗星探测的成像要求。最后,本文通过对星敏感器星像数学模型分析与仿真,理论验证了高斯能量分布模型可用于描述星敏感器的弥散斑能量分布规律。实验测试了在不同离焦量和不同视场下的光学弥散斑和整机弥散斑大小并分析了其变化规律。结果表明,星像点80%能量所占弥散斑大小在2×2个像元（30?m）内,所设计的大口径星敏感器光学系统满足15星等暗星探测的指标要求。
沙鑫宽[7]（2020）在《面向微小卫星的星敏感器工程化设计与实现》文中提出星敏感器作为目前精度最高的姿态敏感器,广泛地应用于各类高精度定位导航系统中,其精度可达角秒级,且星敏感器独立于轨道运动,不受空间位置的限制。但传统的星敏感器一般存在质量、体积和功耗较大的问题,且内部算法复杂,不能满足微小卫星定制化的需求。本实验室针对微小卫星的需求,研制了星敏感器的原理样机。本研究在实验室前人研究的基础上,对该样机存在的不足之处进行总结,确定了所要研究的内容和改进的方向,从而研制了一款适用于微小卫星的星敏感器工程样机。本文的研究工作主要包括以下内容:根据星敏感器的指标需求,完成了对星敏感器系统中关键技术指标的分析:首先,对星敏感器的光学系统进行分析,确定了包括光学镜头和图像传感器的选取准则;然后,根据微小卫星对星敏感器体积、质量和功耗等方面的要求,对其电学系统进行了约束;最后,考虑到星敏感器需要满足一定的更新频率,因此在对其软件算法设计时也进行了相应要求。针对现有的原理样机硬件系统的不足之处进行优化设计,以完善其功能和提高平台稳定性。根据本次星敏感器的任务需求,确定了以可编程逻辑器件CPLD和核心处理器DSP的电学架构,结合先进性的CMOS工艺的图像传感器和光学镜头的光学前端,构成星敏感器的硬件系统。整个硬件系统满足星敏感器工作的物理特性、电学特性以及计算力的需求。完成了星敏感器软件算法的设计与优化,并对其进行了工程化设计及验证。系统软件共分为三部分:DSP驱动软件主要实现星敏感器系统的初始化、CMOS图像传感器的寄存器配置和图像数据的读取。CPLD驱动软件主要实现星图数据采集与存储、星图滤波预处理和DSP三取二程序加载。DSP应用软件是星敏感器软件系统的核心部分,主要实现星图分割、质心定位、星图识别、星跟踪和姿态解算等算法。本文提出了一种基于主从星模式的星图识别算法,该算法所需导航星库小、识别耗时少,且性能可靠,并对星跟踪算法进行了优化,明显降低了星敏感器在跟踪模式下的算法耗时。为保证星敏感器软件系统的可行性与可靠性,对其进行了工程化设计及验证。完成了星敏感器工程样机的测试与性能分析。本文采用了基于天体运动学规律的测试方法,以地球自转的精密性作为测量基准,完成对星敏感器的三轴姿态测量、图像处理算法验证和算法运行时间测试。对实验数据进行了分析统计,结果表明所研制的星敏感器满足预设指标的要求。综上所述,本文在实验室前人研究的基础上,对现有的星敏感器的不足之处进行了总结,通过对星敏感器系统中关键技术指标的分析,完善了星敏感器硬件平台的功能并研制了工程样机,在完成星敏感器软件算法设计的同时确定了一种基于天体运动学规律的星敏感器测试方案。经实际星空观测验证表明,本次设计的星敏感器满足了设计指标要求。本文采用的研究方法也为面向微小卫星的星敏感器研究提供了一定的参考和借鉴价值。
龚怡轩[8]（2020）在《火星表面起飞、上升与交会自主导航方法研究》文中指出在实现了火星着陆探测后,火星采样返回将是下阶段火星探测的重点。火星采样返回流程复杂,在火星表面起飞、上升和交会等阶段都面临着复杂的动力学环境,各阶段的高精度自主导航技术成为了保证火星采样返回任务成功实施的关键。本文以我国未来的火星采样返回任务为背景,分别对火星表面起飞前初始对准、火星上升段和交会段的高精度自主组合导航技术进行了研究。首先,将下降时拍摄的图像与火星点云地图进行匹配,提取光学测量信息,基于非线性滤波技术将其与星敏感器测量的星光矢量信息、无线电测量的距离速度信息以及IMU的测量信息进行融合,发展出基于星敏感器/无线电/光学/IMU测量的火星上升器位置姿态初始化方法;仿真结果表明,该方法能够准确估计出上升器起飞前的初始位置与姿态,并计算出惯性器件的常值偏差,为修正IMU初始误差提供了参考。接着,研究了基于无线电/IMU/FADS测量的上升段组合导航方法。该方法利用三个轨道器与上升器之间的无线电测量信息,以及FADS测量的上升器气动参数,作为导航外部测量信息对上升过程中的飞行器进行状态估计。为消除滤波预设参数不准确的影响,使用自适应的无迹卡尔曼滤波对过程噪声和观测噪声进行实时更新,取得了比传统无迹卡尔曼滤波算法更好的导航效果。最后,研究了基于CCD相机/IMU和CCD/IMU/激光测距的交会段自主相对导航方法,在仿真实验中将两种组合导航方案进行对比分析,为火星交会段相对导航的最优组合导航方案选取提供了参考。
周伟敏[9]（2019）在《挠性结构卫星姿态机动与成像控制技术研究》文中指出随着航天技术的不断发展,高分辨率对地遥感卫星的空间分辨率和时间分辨率不断提升,除了对有效载荷分辨率提出更严格的要求外,还需要卫星具有高机动性能、高精度姿态控制能力。通过快速姿态机动实现卫星对地面目标的灵活观测,提高对地遥感的时间分辨率,是体现遥感卫星在轨效能的关键。低轨高分辨率遥感卫星均采用推扫成像控制模式,卫星实现姿态快速机动到位的同时,需要同步完成成像期间像移补偿对卫星偏航姿态的控制要求,即偏流角跟踪,推扫成像模式增加了此类卫星姿态机动控制的复杂度。随着高分辨率成像卫星结构不断复杂,主要体现为挠性附件结构与卫星姿态的耦合更严重,包括大尺度的太阳电池阵、两维驱动数传天线等。为了实现低轨推扫成像约束下的姿态控制,必须同时解决快速姿态机动到位、挠性附件振动抑制和精确偏流角跟踪。因此,论文以解决敏机动扫成像姿态控制为目标,结合具体工程实际,研究适合于快速姿态机动的路径规划控制方法;同时,为了避免姿态机动过程中挠性振动对姿态稳定度的影响,深入研究了在姿态机动路径规划的基础上通过输入成型实现主动振动抑制控制的实现途径;最后,通过建立完备像移模型,解决卫星三轴姿态机动过程中像移运动与姿态运动的强耦合难题,通过获取像移运动数学模型的解析解,实现姿态机动时的偏流角精确跟踪控制,使卫星具备边机动边成像的控制能力,并通过STK仿真结果验证了模型的正确性和控制效果。本文首先根据低轨高分辨率光学遥感卫星的动力学特点,建立了卫星平台、挠性帆板及其驱动电机等组成的多体刚挠耦合姿态动力学模型。在传统卫星姿态动力模型的基础上,从频率特性的角度出发,建立了卫星本体与挠性附件耦合后的系统振动频率与阻尼比数学模型,为后续开展姿态机动控制算法研究过程中,兼顾挠性抑制的路径规划算法研究提供了模型基础。为最大程度减少卫星姿态机动到位后的稳定时间,论文研究了不同路径规划方法对稳定时间和控制精度的影响,针对三角形、梯形、二次多项式、三次多项式和正弦角加速度方式的路径规划策略进行了性能比对分析,通过数学仿真验证了采用正弦角加速度的规划方式不仅可以减少卫星姿态稳定时间,最大程度降低对挠性附件的激振,同时具有在动力学参数不准确情况下鲁棒性较强的特点,并通过卫星在轨飞行试验验证了算法的实际效果。除了机动路径方面应尽量小的引起挠性振动外,通过主动振动抑制避免挠性振动具有更好的实用性。因此,本文研究了一种将输入成型并行引入到姿态机动路径规划和挠性帆板驱动控制的方法,通过对挠性附件的振动规避和主动抑制控制相结合的方式缩短姿态稳定时间。分析了输入成型器对振动频率和阻尼比均掌握不准情况下的残余振动比,设计了姿态机动指令调制和挠性附件驱动控制调制算法。开展了数学仿真和地面验证试验,并通过气浮台全物理试验验证了输入成型对挠性结构振动主动抑制控制的效果。针对推扫成像模式下姿态运动与像移运动的强耦合问题,本文提出了一种新的“零偏流角”补偿控制方法。通过建立完备的地面目标到相机相面像点映射关系的运动模型,将姿态角、姿态角速度、轨道、地球自转等各运动因素对像移的影响全部纳入像移运动模型中。采用偏流角等于零、姿态指向地面目标等作为求解指令姿态的约束,解决偏流角跟踪过程极易受到姿态角速度变化影响而产生剧烈波动的问题,从而得到稳定平滑的姿态机动和偏流角跟踪控制指令,并采用“前馈+反馈+递阶饱和约束”的复合控制算法实现精确姿态指令跟踪控制,仿真结果表明控制精度能够满足成像需求。论文首次通过获得主动规避挠性振动的姿态机动路径和完备像移模型解析解,实现了高分辨率低轨光学卫星姿态机动成像过程中的姿态控制、挠性振动抑制和偏流角精确补偿,具有重要的学术价值,相关算法模型均经过地面物理实验或在轨卫星控制实现和验证,可作为工程推广应用的重要参考。
常建松[10]（2019）在《基于姿态敏感器的卫星自主导航及误差标定方法研究》文中进行了进一步梳理随着中国卫星应用领域不断扩大,在轨运行卫星数量急剧增加,传统依靠地面测控中心进行卫星日常管理模式已日益不能适应发展需求,必须提升卫星自主运行能力。自主导航作为自主运行技术的研究和应用基础,已成为卫星智能自主控制领域一个重要研究方向,其中天文导航作为一种全自主导航方式,多年来已经广泛应用于卫星导航领域。然而研究发现天文导航在轨表现并不尽如人意,主要问题在于受敏感器测量误差影响,其导航定位精度严重降低。因此,本文重点研究基于姿态敏感器的卫星自主天文导航及其误差标定方法,对敏感器测量引起的导航误差进行有效标定与补偿,以达到提高天文导航在轨定位精度的目的。主要研究内容如下:针对用于天文导航的几类天体敏感器,通过在轨数据和性能指标分析得出敏感器测量误差组成及表现形式,分别给出随机误差、常值偏差和低频误差的数学表达式,进而建立包含测量误差的敏感器数学模型,用于仿真模型设置和导航误差的在轨标定与补偿;在此基础上提出了一种具备在轨标校功能的自主天文导航方法,采用改进扩展卡尔曼滤波算法实时确定卫星轨道位置,适用于高中低轨多种轨道类型卫星;设计了一种适于工程应用的导航误差标定接口,可以直接有效地补偿敏感器测量引起的导航常值偏差和低频误差;分析了测量误差在导航滤波算法中传播影响,指出了误差标定的必要性。随机误差可以通过卡尔曼滤波处理,而常值偏差和低频误差必须进行标定与补偿,否则会极大降低导航定位精度。为此,本文提出一种基于位置信息的地面标定方法,利用地面精测轨道数据结合星上自主导航确定的轨道位置,构建地心矢量偏差观测量作为标定算法测量输入,进而采用最小二乘估计法确定导航误差拟合系数。然而导航误差也受系统模型和滤波方法等其它因素影响,多数情况下无法从导航定位结果中单独识别出敏感器测量误差,因此本文还提出一种基于姿态信息的地面标定方法,通过比较敏感器间定姿误差获得标定观测量,这样拟合系数直接由姿态数据处理而得,能够更为准确地补偿敏感器的测量误差,避免基于位置信息标定方法问题。针对采用Hill方程的天文导航方法,提出一种基于相对位置信息的地面标定方法,利用星上导航确定的经漂和纬漂以及地面精测轨道数据计算标定观测量,同样采用最小二乘法标定误差拟合系数。数学仿真和在轨应用验证了本文提出的地面标定方法的有效性,可以用于卫星日常测控管理,改善天文导航在轨定位精度。实际上敏感器的测量误差受各种因素影响时刻发生变化,这就导致一组误差拟合系数仅在一段时期内有效,地面必须不定期地进行重新标定以确保补偿精度。为减轻地面站工作量,提升卫星自主工作能力,本文提出一种基于GNSS定位信息的星上自主标定方法,采用递推最小二乘法实时估计误差拟合系数,同步代入导航滤波算法的标定接口,实现导航误差的星上自主标定与补偿。针对高轨道卫星难于同时获得至少4颗导航星测量数据问题,提出了基于单一伪距测量信息的星上自主标定方法,将常值和低频误差拟合系数扩充为系统的状态变量,设计了状态扩维的误差自校准卡尔曼滤波算法,能够在确定卫星轨道参数同时准确地估计出各项误差拟合系数。通过数学仿真和在轨应用验证了本文提出的星上自主标定方法的有效性,解决了敏感器测量误差在轨动态变化的问题,实现了卫星长期在轨自主运行期间的导航误差的标定与补偿。本文提出的基于姿态敏感器的卫星自主天文导航及标定方法,能够有效补偿敏感器测量引起的导航常值和低频误差,极大地提高了天文导航在轨定位精度,有利于提高军用卫星的自主生存能力,提升民用卫星市场竞争力,具有广阔的应用前景和重要的应用价值。
二、航天CCD太阳敏感器的发展与应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、航天CCD太阳敏感器的发展与应用（论文提纲范文）
（1）图像传感器辐射损伤对星敏感器性能影响的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 图像传感器辐照损伤预估方法 |
| 1.3 本文研究内容及组织结构 |
| 第2章 星敏感器及空间辐照环境简介 |
| 2.1 星敏感器简介 |
| 2.1.1 星敏感器组成及工作原理 |
| 2.1.2 星敏感器相关参数 |
| 2.1.3 星敏感器精度评价方法 |
| 2.2 星敏感器在轨辐照环境 |
| 2.2.1 地球辐射带 |
| 2.2.2 太阳宇宙线 |
| 2.2.3 银河宇宙射线 |
| 2.2.4 辐照对星敏感器的影响实例 |
| 2.3 图像传感器的辐照效应 |
| 2.3.1 总剂量效应 |
| 2.3.2 瞬态电离效应 |
| 2.3.3 实验辐照源的选取 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 星点质心精度计算机仿真研究 |
| 3.1 星对角距及其不变性 |
| 3.2 星点位置误差数学模型 |
| 3.2.1 星敏感器测量坐标系及成像模型 |
| 3.2.2 星对角距计算 |
| 3.2.3 星点位置误差传递公式 |
| 3.3 仿真和实验 |
| 3.3.1 模拟星点产生 |
| 3.3.2 星对角距误差仿真计算 |
| 3.3.3 星对角距误差理论计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 辐射损伤对星敏感器性能影响的实验研究 |
| 4.1 研究对象及思路 |
| 4.1.1 CMV4000 星敏感器 |
| 4.1.2 辐射源 |
| 4.1.3 实验设计思路 |
| 4.2 实验室试验 |
| 4.2.1 实验室方案 |
| 4.2.2 实验平台搭建 |
| 4.2.3 实验数据采集 |
| 4.2.4 实验数据处理方法 |
| 4.2.5 实验结果 |
| 4.2.6 实验结论和误差分析 |
| 4.3 外场观星实验 |
| 4.3.1 外场观星实验方案 |
| 4.3.2 外场观星实验搭建 |
| 4.3.3 实验数据采集 |
| 4.3.4 实验数据处理方法 |
| 4.3.5 实验结果 |
| 4.3.6 实验结论和误差分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）基于衍射光栅的高精度干涉星敏感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 星敏感器发展历程和研究现状 |
| 1.2.1 传统星敏感器 |
| 1.2.2 干涉星敏感器 |
| 1.3 星敏感器关键技术 |
| 1.3.1 质心定位技术 |
| 1.3.2 星图识别技术 |
| 1.3.3 姿态解算算法 |
| 1.4 论文研究主要内容及结构安排 |
| 第2章 传统星敏感器工作原理和主要技术参数 |
| 2.1 传统星敏感器工作原理 |
| 2.2 星敏感器探测能力 |
| 2.2.1 星等探测灵敏度 |
| 2.2.2 星等探测概率 |
| 2.3 光学系统参数 |
| 2.3.1 工作光谱和中心波长 |
| 2.3.2 视场和焦距 |
| 2.3.3 光学系统孔径 |
| 2.4 测量精度 |
| 2.4.1 单星测量精度 |
| 2.4.2 姿态测量精度 |
| 2.4.3 传统星敏感器提高测量精度的方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于衍射光栅的高精度干涉星敏感器 |
| 3.1 基本原理 |
| 3.1.1 粗定位 |
| 3.1.2 精定位 |
| 3.1.3 粗精结合 |
| 3.1.4 单星测量角分辨率 |
| 3.2 结构设计 |
| 3.2.1 光学干涉部分 |
| 3.2.2 角度调制部分 |
| 3.2.3 成像透镜部分 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 仿真模拟和实验 |
| 4.1 仿真模拟 |
| 4.1.1 仿真参数 |
| 4.1.2 仿真结果 |
| 4.2 光学设计 |
| 4.3 实验 |
| 4.3.1 粗定位 |
| 4.3.2 精定位 |
| 4.3.3 粗精结合 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 创新之处 |
| 5.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文及研究成果 |
（3）一种微纳卫星模拟器的设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究内容 |
| 1.3 系统框图 |
| 第2章 卫星主体设计 |
| 2.1 子板共用设计 |
| 2.1.1 机械结构及连接器 |
| 2.1.2 主控制器 |
| 2.1.3 周边电路 |
| 2.1.4 子板共用软件设计 |
| 2.2 星载计算机设计 |
| 2.2.1 星载计算机硬件设计 |
| 2.2.2 星载计算机软件设计 |
| 2.3 演示性卫星模拟载荷设计 |
| 2.3.1 卫星模拟载荷硬件设计 |
| 2.3.1.1 光学前端设计 |
| 2.3.1.2 载荷电路设计 |
| 2.3.2 卫星模拟载荷软件设计 |
| 2.3.2.1 太阳敏感器的软件设计 |
| 2.3.2.2 拍摄相机的软件设计 |
| 2.3.2.3 卫星模拟载荷软件整体架构 |
| 2.4 卫星供电系统设计 |
| 2.4.1 卫星供电系统硬件设计 |
| 2.4.2 卫星供电系统软件设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 星上总线的设计 |
| 3.1 星上总线的底层实现 |
| 3.2 星上总线的传输逻辑实现 |
| 3.3 本章总结 |
| 第4章 微纳卫星失效分析试验台设计 |
| 4.1 基本功能要求 |
| 4.2 软件实现 |
| 4.2.1 上位机软件编写 |
| 4.2.2 下位机软件编写 |
| 4.3 系统测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 完成工作的总结与评估 |
| 5.2 应用拓展展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读硕士期间的科研成果 |
| 致谢 |
（4）基于卷帘曝光星点校正的星敏感器高更新率测姿算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 星敏感器的发展与现状 |
| 1.2.2 星敏感器测姿算法研究现状 |
| 1.2.3 卷帘效应去除研究现状 |
| 1.2.4 姿态更新研究现状 |
| 1.3 论文研究目的和方案 |
| 1.4 论文的组织框架 |
| 第2章 卷帘曝光星敏感器工作原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 星敏感器基本原理 |
| 2.2.1 恒星 |
| 2.2.2 天球和天球坐标系 |
| 2.2.3 星表 |
| 2.2.4 角距 |
| 2.2.5 星敏感器工作原理 |
| 2.3 卷帘曝光的原理和成像特点 |
| 2.3.1 卷帘曝光的原理 |
| 2.3.2 卷帘曝光成像特点 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于时域约束的卷帘曝光星点质心校正方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 卷帘曝光参数优化 |
| 3.3 基于卡尔曼滤波的星点最优位置和速度估计 |
| 3.4 导航星点质心校正 |
| 3.5 仿真实验分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于卷帘曝光的高更新率测姿方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于Quest算法的姿态确定方法 |
| 4.3 基于C-quest的姿态确定方法 |
| 4.4 高更新率测姿方法 |
| 4.5 仿真实验分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于卷帘曝光的星敏感器测姿实验验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验平台搭建 |
| 5.3 卷帘曝光星点校正实验验证 |
| 5.4 高更新率测姿实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 创新性说明 |
| 6.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）立方星用太阳敏感器的设计（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 系统架构设计 |
| 2 光学通路设计 |
| 3 系统硬件设计 |
| 4 系统软件架构 |
| 5 实验分析 |
| 6 误差分析 |
| 7 结语 |
（6）大口径折反式星敏感器光学系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与研究意义 |
| 1.2 星敏感器简介及发展趋势 |
| 1.2.1 星敏感器简介 |
| 1.2.2 国内外星敏感器趋势 |
| 1.3 星敏感器光学系统发展趋势 |
| 1.3.1 光学系统参数确定方法 |
| 1.3.2 光学系统结构 |
| 1.3.3 大口径星敏感器研究现状 |
| 1.3.4 星敏感器弥散斑能量分布数学模型研究现状分析 |
| 1.4 本论文主要研究内容 |
| 第二章 星敏感器光学系统主要设计参数与技术指标分析 |
| 2.1 探测器的选择 |
| 2.2 星敏感器探测能力分析 |
| 2.2.1 星光能量分析 |
| 2.2.2 探测器能量分析 |
| 2.2.3 信噪比计算 |
| 2.2.4 星探测概率分析 |
| 2.2.5 星等探测灵敏度分析 |
| 2.2.6 提高星敏感器探测能力的方法 |
| 2.3 星敏感器光学系统参数确定 |
| 2.3.1 光学系统视场 |
| 2.3.2 光学系统口径大小 |
| 2.3.3 光学系统光谱范围和中心波长 |
| 2.3.4 弥散斑大小 |
| 2.3.5 测量精度分析 |
| 2.4 几何像差对星敏感器定位精度的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 星敏感器光学系统设计 |
| 3.1 星敏感器光学系统选型 |
| 3.2 星敏感器光学系统设计及优化 |
| 3.2.1 星敏感器光学系统初始结构设计 |
| 3.2.2 星敏感器光学系统优化 |
| 3.3 星敏感器光学系统像质评价 |
| 3.3.1 星敏感器光学系统像质定性评价 |
| 3.3.2 星敏感器光学系统像质定量评价 |
| 3.3.3 光学系统离焦性能分析 |
| 3.4 公差分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 星敏感器星点成像实验分析 |
| 4.1 星敏感器光学系统测试原理 |
| 4.1.1 星敏感器光学系统弥散斑成因 |
| 4.1.2 星敏感器光学系统测试装置及原理 |
| 4.2 星敏感器弥散斑能量分布数学模型及仿真 |
| 4.3 星敏感器弥散斑图像处理 |
| 4.3.1 弥散斑图像降噪处理 |
| 4.3.2 弥散斑图像处理算法 |
| 4.4 弥散斑测试及结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）面向微小卫星的星敏感器工程化设计与实现（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 星敏感器国内外现状 |
| 1.2.1 星敏感器发展历程 |
| 1.2.2 星敏感器国外研究现状 |
| 1.2.3 星敏感器国内研究现状 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 2 星敏感器原理样机现状和各项指标分析 |
| 2.1 星敏感器原理样机现状及其存在的问题 |
| 2.2 星敏感器各项指标分析 |
| 2.2.1 测量精度 |
| 2.2.2 星等极限 |
| 2.2.3 视场大小 |
| 2.2.4 视场内平均恒星数 |
| 2.2.5 体积、功耗和质量 |
| 2.2.6 更新率 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 星敏感器硬件系统设计 |
| 3.1 硬件系统结构及需求分析 |
| 3.2 器件选型 |
| 3.2.1 光学系统的器件选型 |
| 3.2.2 光学系统可行性验证 |
| 3.2.3 电学系统的器件选型 |
| 3.3 电路设计 |
| 3.4 硬件系统指标验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 星敏感器软件系统设计 |
| 4.1 DSP驱动软件设计 |
| 4.1.1 系统初始化 |
| 4.1.2 CMOS图像传感器初始化 |
| 4.2 CPLD驱动软件设计 |
| 4.2.1 星图采集与存储 |
| 4.2.2 星图滤波预处理 |
| 4.2.3 CPLD实现DSP三取二程序加载 |
| 4.3 DSP应用软件设计 |
| 4.3.1 初始捕获模式 |
| 4.3.2 跟踪模式 |
| 4.3.3 姿态解算 |
| 4.4 软件工程化设计及验证 |
| 4.4.1 测试覆盖性分析及验证 |
| 4.4.2 可靠性设计及验证 |
| 4.4.3 可维护性分析及设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 星敏感器工程样机测试与性能分析 |
| 5.1 测量原理 |
| 5.2 测量结果及分析 |
| 5.2.1 基于实际星图的图像处理测试 |
| 5.2.2 基于外场观星的姿态精度实验 |
| 5.2.3 算法运行时间测试分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（8）火星表面起飞、上升与交会自主导航方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景与意义 |
| 1.2 火星采样返回任务综述 |
| 1.2.1 返回方案 |
| 1.2.2 交会方案 |
| 1.2.3 采样返回任务中的GNC问题分析 |
| 1.3 火星探测自主导航技术概况 |
| 1.3.1 行星表面起飞对准 |
| 1.3.2 火星上升导航 |
| 1.3.3 交会对接导航 |
| 1.3.4 火星探测导航滤波算法 |
| 1.4 本文的主要工作与章节安排 |
| 第二章 火星上升与交会段动力学建模与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 坐标系 |
| 2.2.1 坐标系定义 |
| 2.2.2 坐标系转换 |
| 2.3 火星环境 |
| 2.4 动力学模型 |
| 2.4.1 火星上升段动力学模型 |
| 2.4.2 火星轨道交会段动力学建模 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 火星上升器的位置姿态初始化研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 火星地图点云匹配的位姿确定方法 |
| 3.2.1 图像特征提取与匹配算法 |
| 3.2.2 ICP迭代法获得姿态 |
| 3.3 导航测量模型 |
| 3.3.1 星敏感器测量模型 |
| 3.3.2 IMU测量模型 |
| 3.3.3 无线电测量模型 |
| 3.4 无迹卡尔曼滤波算法 |
| 3.5 仿真分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于IMU/FADS/无线电测量的上升段自主组合导航方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 组合导航方案 |
| 4.3 导航测量模型 |
| 4.3.1 IMU测量模型 |
| 4.3.2 FADS测量模型 |
| 4.3.3 导航测量方程 |
| 4.4 可观性分析 |
| 4.5 自适应无迹卡尔曼滤波算法 |
| 4.6 仿真分析 |
| 4.6.1 IMU航位递推方法 |
| 4.6.2 IMU/无线电组合导航 |
| 4.6.3 IMU/FADS组合导航 |
| 4.6.4 IMU/FADS/无线电组合导航 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 火星交会段自主导航算法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 组合导航方案 |
| 5.3 导航测量模型 |
| 5.3.1 CCD相机测量模型 |
| 5.3.2 激光测距仪测量模型 |
| 5.3.3 IMU测量模型 |
| 5.4 交会对接动力学模型 |
| 5.5 可观性分析 |
| 5.6 扩展卡尔曼滤波算法 |
| 5.7 仿真分析 |
| 5.7.1 基于IMU/CCD的自主相对导航 |
| 5.7.2 基于IMU/CCD/激光测距的自主相对导航 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 本文完成的工作 |
| 6.2 有待进一步研究的关键问题 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（9）挠性结构卫星姿态机动与成像控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 卫星姿态机动控制的研究现状和发展趋势 |
| 1.2.1 带挠性附件卫星姿态机动控制研究现状和发展趋势 |
| 1.2.2 光学遥感卫星姿态机动成像控制的研究现状和发展趋势 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究思路、方法和论文结构 |
| 第二章 卫星系统姿态动力学建模 |
| 2.1 主要坐标系及其相互转换 |
| 2.1.1 主要坐标系定义 |
| 2.1.2 坐标转换关系 |
| 2.2 卫星姿态运动学建模 |
| 2.2.1 欧拉角描述的姿态运动方程 |
| 2.2.2 四元数描述的姿态运动方程 |
| 2.3 卫星系统的刚挠耦合动力学建模 |
| 2.3.1 帆板驱动电机动力学建模 |
| 2.3.2 系统耦合动力学建模 |
| 2.3.3 系统耦合振动频率和阻尼比分析 |
| 2.4 空间干扰力矩建模 |
| 2.4.1 重力梯度力矩 |
| 2.4.2 太阳光压力矩 |
| 2.4.3 气动力矩 |
| 2.4.4 地磁场力矩 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于路径规划和变系数PD的卫星快速姿态机动与快速稳定控制 |
| 3.1 姿态机动路径规划原理 |
| 3.1.1 三角形角速度姿态机动路径 |
| 3.1.2 梯形角速度姿态机动路径 |
| 3.1.3 二次多项式角速度姿态机动路径 |
| 3.1.4 三次多项式角速度姿态机动路径 |
| 3.1.5 正弦角加速度姿态机动路径 |
| 3.1.6 仿真与验证 |
| 3.2 变系数PD快速稳定姿态控制器设计 |
| 3.2.1 基于指数形式的变系数PD控制器设计 |
| 3.2.2 基于幂次形式的变系数PD控制器设计 |
| 3.3 数学仿真验证结果与分析 |
| 3.3.1 标称转动惯量的情况 |
| 3.3.2 转动惯量存在偏差的情况 |
| 3.4 在轨试验验证结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于输入成型的卫星机动过程挠性振动主动抑制控制 |
| 4.1 输入成型器抑振的基本原理及其设计 |
| 4.2 典型输入成型器的鲁棒性分析 |
| 4.3 输入成型应用于大挠性结构卫星的三轴姿态机动控制验证 |
| 4.3.1 多模ZV输入成型器设计 |
| 4.3.2 输入成型器调制后的导引姿态路径 |
| 4.3.3 姿态机动控制仿真结果与分析 |
| 4.4 输入成型应用于挠性帆板驱动过程中的振动抑制验证 |
| 4.4.1 地面验证试验系统组成 |
| 4.4.2 地面验证试验内容 |
| 4.4.3 试验结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 光学遥感卫星姿态机动中成像路径规划与跟踪控制 |
| 5.1 光学遥感卫星姿态机动中成像模式概述 |
| 5.2 面阵凝视相机对点目标机动成像的姿态路径规划 |
| 5.2.1 可凝视时长的确定 |
| 5.2.2 凝视期间的导引姿态规划 |
| 5.3 线阵推扫相机对斜轨直条带机动成像的姿态路径规划 |
| 5.3.1 图像质量对机动中推扫成像姿态控制精度的要求 |
| 5.3.2 基于精确像移速度模型的近似“零偏流”姿态计算方法 |
| 5.3.3 机动中推扫成像模式特点分析 |
| 5.3.4 在姿态机动中对斜轨直条带机成像的路径规划算法 |
| 5.4 基于递阶饱和的姿态跟踪复合控制律设计 |
| 5.5 姿控与成像的半物理仿真试验 |
| 5.5.1 试验系统概括 |
| 5.5.2 对地面固定目标凝视跟踪控制仿真结果与分析 |
| 5.5.3 对斜轨直条带推扫成像跟踪控制仿真结果与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 对进一步研究的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（10）基于姿态敏感器的卫星自主导航及误差标定方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状与分析 |
| 1.2.1 天体敏感器发展与应用概况 |
| 1.2.2 天文导航技术研究现状 |
| 1.2.3 导航误差标定方法研究进展 |
| 1.2.4 存在不足与研究方向分析 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 轨道动力学模型及标定滤波方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 坐标系定义 |
| 2.3 考虑多种摄动因素的轨道动力学建模 |
| 2.3.1 地球非球形引力摄动 |
| 2.3.2 日月引力摄动 |
| 2.3.3 大气阻力摄动 |
| 2.3.4 太阳光压摄动 |
| 2.3.5 喷气摄动 |
| 2.4 标定滤波方法的适用性分析 |
| 2.4.1 最小二乘估计 |
| 2.4.2 递推最小二乘估计 |
| 2.4.3 EMBET估计 |
| 2.4.4 Schmidt卡尔曼滤波 |
| 2.4.5 自校准卡尔曼滤波 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于在轨数据的敏感器测量误差分析与建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 天体敏感器测量原理 |
| 3.2.1 地球敏感器 |
| 3.2.2 星敏感器 |
| 3.3 敏感器测量误差组成分析 |
| 3.3.1 基于在轨数据辨识分析 |
| 3.3.2 基于部件性能指标分析 |
| 3.3.3 误差组成与影响因素统计 |
| 3.4 敏感器测量误差建模与仿真 |
| 3.4.1 测量误差数学模型 |
| 3.4.2 敏感器误差数学模型 |
| 3.4.3 仿真验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 具备在轨标校功能的导航方法设计与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于改进扩展卡尔曼滤波的导航方法设计 |
| 4.2.1 天文导航原理 |
| 4.2.2 系统模型建立 |
| 4.2.3 滤波方法设计 |
| 4.3 适用于工程应用的导航误差标定接口设计 |
| 4.3.1 测量误差传播分析 |
| 4.3.2 通用标定接口设计 |
| 4.3.3 标校方法有效性验证 |
| 4.4 导航定位精度影响仿真分析 |
| 4.4.1 地球敏感器测量误差影响分析 |
| 4.4.2 星敏感器测量误差影响分析 |
| 4.4.3 滤波周期影响分析 |
| 4.4.4 轨道类型影响分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于多种数据源的导航误差地面标定方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于位置信息的地面标定方法 |
| 5.2.1 基于地心矢量的标定方法设计 |
| 5.2.2 标定方法效能评估 |
| 5.2.3 仿真验证 |
| 5.3 基于姿态信息的地面标定方法 |
| 5.3.1 基于定姿结果的标定方法设计 |
| 5.3.2 标定方法效能评估 |
| 5.3.3 仿真验证 |
| 5.4 基于相对位置信息的地面标定方法 |
| 5.4.1 基于Hill方程的导航方法 |
| 5.4.2 基于经漂和纬漂的标定方法设计 |
| 5.4.3 标定方法效能评估 |
| 5.4.4 在轨应用 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于GNSS的导航误差星上自主标定方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 全球导航卫星系统 |
| 6.2.1 系统概况与定位原理 |
| 6.2.2 导航信号可见性分析 |
| 6.3 基于GNSS定位信息的星上自主标定方法 |
| 6.3.1 标定方法设计与效能评估 |
| 6.3.2 仿真验证 |
| 6.3.3 在轨应用 |
| 6.4 基于伪距测量信息的星上自主标定方法 |
| 6.4.1 状态扩维的系统模型建立 |
| 6.4.2 误差自校准滤波方法设计 |
| 6.4.3 仿真验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、航天CCD太阳敏感器的发展与应用（论文参考文献）
- [1]图像传感器辐射损伤对星敏感器性能影响的实验研究[D]. 袁壮. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2021(08)
- [2]基于衍射光栅的高精度干涉星敏感器研究[D]. 张淑芬. 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), 2021(08)
- [3]一种微纳卫星模拟器的设计[D]. 马霁壮. 吉林大学, 2021(01)
- [4]基于卷帘曝光星点校正的星敏感器高更新率测姿算法研究[D]. 何隆东. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2021(08)
- [5]立方星用太阳敏感器的设计[J]. 马霁壮,王睿,康博南,杨罕. 吉林大学学报(信息科学版), 2021(02)
- [6]大口径折反式星敏感器光学系统设计[D]. 李建林. 西北大学, 2020(02)
- [7]面向微小卫星的星敏感器工程化设计与实现[D]. 沙鑫宽. 浙江大学, 2020(02)
- [8]火星表面起飞、上升与交会自主导航方法研究[D]. 龚怡轩. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [9]挠性结构卫星姿态机动与成像控制技术研究[D]. 周伟敏. 国防科技大学, 2019(01)
- [10]基于姿态敏感器的卫星自主导航及误差标定方法研究[D]. 常建松. 哈尔滨工业大学, 2019(01)