题名 | 地球同步轨道三轴稳定卫星成像仪星敏感原理与应用研究 |
作者 | 李晓坤 |
答辩日期 | 2007-02-05 |
文献子类 | 博士 |
授予单位 | 中国科学院研究生院 |
导师 | 陈桂林 |
关键词 | 地球同步轨道 三轴稳定 成像仪 光轴偏移 图像导航与配准系统 星敏感 |
学位专业 | 物理电子学 |
英文摘要 | FY-4成像仪是空间实施对地球观测的科学仪器,有12个通道(2个可见光,2个近红外、8个红外通道)。为支持图像导航与配准系统,可见光通道要求观测陆标、山脉、恒星。针对成像仪成像和星敏感合一技术开展了研究工作,主要研究内容和研究结果归纳如下:(1) 根据FY-4可见光通道星敏感任务要求,基于成像仪星敏感3颗恒星定姿原理,分析了任务目标恒星的光谱特性和Hipparcos星表,分析结果显示:半小时一次星敏感工作,星等阈值必须高于4.5等,此时成像仪星敏感接收恒星光功率小于成像仪接收2‰太阳反照所产生的光功率,因此成像仪器可见光通道星敏感是一个微弱信号检测问题。(2) 对成像仪对地观测工作模式和星敏感工作模式进行了研究分析,提出采用数字积分方法实现成像和星敏感合一方案。 理论分析了数字积分方法对白噪声的衰减,根据星敏感任务采用Matlab 进行了仿真分析,并在此基础上进行了实验室试验,验证了白噪声衰减和积分长度N成 关系。(3) 按FY-4可见光通道成像和星敏感合一基本要求设计、制作了星敏感器模型,在上海天文台佘山观察站利用22cm 口径望远镜,进行了星敏感器地面模拟实验。实验结果分析表明:采用400点数字积分,FY-4成像仪可见光通道观测四等星信噪比大于6。(4) 根据成像仪视场观测恒星限制条件和信噪比(400点数字积分, SNR 提高20倍 ,阈值取 SNR>7)建立了成像仪星敏感星表(309 颗恒星);采用天文算法,根据成像仪星敏感约束条件(太阳、月球、地球边界大气影响)进行计算,结果表明2013-2016年成像仪星敏感观测概率>98%。(5) 在可见光通道星敏感基础上,进行了近红外、短波红外星敏感研究,确定了星敏感通道,提出了通道间配准基本方法。 FY-4成像仪采用数字积分方法实现成像和星敏感合一,可见光通道星敏感能够确定仪器姿态,实现对光轴的补偿;近红外、短波红外通道星敏感能够改善通道间配准精度。成像仪星敏感能够为图像导航与配准系统提供有效支持。 |
学科主题 | 红外系统与元部件 |
公开日期 | 2012-08-14 |
内容类型 | 学位论文 |
源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4606] ![]() |
专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 李晓坤. 地球同步轨道三轴稳定卫星成像仪星敏感原理与应用研究[D]. 中国科学院研究生院. 2007. |
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