小型动态目标生成控制技术研究

发布时间：2020-03-21 04:21

【摘要】：小型动态目标模拟器是在地面模拟星空,可实时给出模拟星图,对星敏感器的星图识别算法进行功能测试的设备。随着星敏感器的发展,对目标模拟器的各项指标要求也越来越高,主要集中在小型化、大视场、高精度等方面。本文主要针对小型动态目标模拟器控制技术展开研究,从而解决星敏感器地面测试模拟实验的问题。在研究了动态目标模拟器的工作原理和结构组成的基础上,设计了以LCOS为核心的显示驱动控制系统及动态目标模拟器星图显示软件,并对显示的星图进行检测修正。(1)对动态目标模拟器工作原理和组成结构的研究。阐明了动态目标模拟器的基本工作原理,根据设计指标进行了系统整体方案设计,给出了系统整体结构图及重要部分的结构设计图,选取2048*1536分辨率的LCOS作为核心显示器件,研究了双LCOS光学拼接原理,以此来增大视场减小光学系统的体积,从而达到动态目标模拟器大视场、小型化的目的。(2)对动态目标模拟器控制系统进行研究。阐明控制系统的整体组成结构,重点对以FPGA为核心的LCOS驱动及显示系统整体方案进行设计,研究FPGA的整体设计方案并对主要组成模块进行软硬件设计,给出电路原理图和系统仿真结果,对动态目标模拟器计算机与动力学仿真计算机的通信接口进行设计。(3)对动态目标模拟器星图显示软件的研究设计。研究恒星姿态描述方法并推导恒星从天球坐标到平面坐标的转换公式,计算星等灰度值,用MFC设计编写软件主界面并用模块化的形式设计了软件每个部分的功能。达到在动力学仿真计算机与动态目标模拟器控制计算机通信完成后数据经过各个模块的处理可以完整显示出一幅星图的目的。(4)对目标星图精度检测的研究。研究星间角距的测量方案和几何模型,给出测量步骤,使用经纬仪测量星间角距,计算星间角距的理论值和实测值及修正系数,使用MATLAB软件进行曲线拟合,把达到要求的修正方程写入程序,以此来减小误差提高显示精度。通过对显示星图进行检测修正,实现在22~°的视场下,模拟2-6等星,单星张角小于40′,星间角距小于40′的指标规定,小型动态目标模拟器可以正常显示星图,达到测试实现的要求。
【图文】：

图 1.1 Jenaoptronik 公司生产的 1280*1024 分辨率 OSI(2)欧洲宇航公司(EADSAstrium)研究生产的动态星模拟器如图所示。产品采用液晶(LCOS)作为显示器件[17]，，其视场可达到25°，星间角距误差在18′′以内，对度优于3.6′′，重量小于 2Kg。图 1.2 欧洲宇航公司生产的动态星模拟器实物图

3图 1.2 欧洲宇航公司生产的动态星模拟器实物图S 公司所生产的星敏感器光学模拟器(Star Tracker O前大视场动态目标模拟器中精度最高的、动态性能最示。STOS 的视场为25°，星间角距误差可达18′′，模0*1024。重量近 2Kg。STOS 的技术特点依然代表着方向。
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V416.8

【参考文献】

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本文编号：2592745