基于时谱分析的空间目标姿态反演方法及实验研究

发布时间：2024-05-14 05:48

　　随着太空环境被逐步开发,空间目标态势感知及相关领域成为了研究的热点,其中包括对空间目标的种类、形状、轨道、姿态等信息的反演研究,而姿态信息尤为重要。论文针对实际应用中,天基系统对非合作空间目标进行远距离观测下的姿态反演问题,考虑了空间目标长期在轨运行时表面材料受辐照效应而退化的因素,构造了多级余弦函数加权的双向反射分布函数(BRDF)模型来表征辐照前后材料的光学反射特性,并基于时序光谱信号推导了分级求解目标表面特性参数及姿态参数的数学模型和方法,利用遗传算法对姿态信息进行了估计,最后通过实验对算法进行了验证。论文的具体研究内容如下:(1)对空间目标所处的太空环境进行了调研,并分析了其表面受辐照效应导致的材料损伤,通过地面辐照试验模拟了长期在轨运行下材料样片表面的退化,测量了辐照前后材料的光谱BRDF;构造余弦函数加权的BRDF模型对实测BRDF数据进行拟合,由此确立了姿态反演的前提条件和基础。(2)通过结合数学模型和优化算法,推导了姿态求解的分级反演原理:第一级,在三轴稳定状态下建立融合帆板在轨动态特性的双面模型,引入余弦加权的BRDF模型表征材料的反射特性,以时序光谱信号为输入重构每...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1地球辐射带示意图[43]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-9-外两个辐射带：外辐射带很不稳定，电子能量主要分布在keV-MeV之间；内辐射带比较稳定，其主要来源是宇宙射线产生的质子以及少量的离子，能量在1-300MeV之间[41]。图2-1地球辐射带示意图[43]2.2.2材料表面光学特性的影响因素分析航....

图2-3空间低能质子模型[49]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-12-能正常工作[49]。试验参数如表2-5所示。图2-3空间低能质子模型[49]表2-5试验参数质子能量48keV质子注量2×1015质子数/cm2真空度优于1.4×10-3Pa样片酒精循环器温度20℃，样片温度高于-10℃热沉制冷机设定-18℃....

图2-4不同辐照时间下聚酰亚胺表面颜色对比

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-13-（2）将铝板按照编号依次放入分子泵内，关闭腔门后进行抽真空操作，直至真空度达到10-5Pa，即认为达到实验要求，（3）计算机控制转台旋转使得样片与质子流保持正对，设置参数对1号铝板进行质子辐照，记录束流积分仪所显示的注量。（4）束流积分仪所显....

图2-5BRDF几何示意图

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-14-d(,;,;)(,;,;)d(,;)riirrriirriiiLfE(2-1)图2-5BRDF几何示意图2.4.2测量原理根据辐射度学，辐亮度定义为单位投影面积、单位立体角上的辐射通量，即：2dd(,;,;)ddcosrriirrrLA(2-....

本文编号：3973274