Исследование оптико-электронных датчиков параметров и характеристик точечных излучателей

• Автор: Перешивайлов, Леонид Александрович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 129 с.

Введение
Оглавление

Глава1. Задачи, решаемые оптико - электронными датчиками
параметров и характеристик точечных излучателей
1.1 Обоснование необходимости измерения параметров и харак терисгик точечных излучателей
1.1.1 Навигация по бортовым измерениям
1.1.2 Анализ звездного поля и гидирование телескопов
1. 2 Обоснование структуры оптико - электронного датчика параметров и характеристик точечных излучателей
1. 3 Постановка задачи исследований
Глава 2. Определение параметров и характеристик точечных излучателей оптико-электронными датчиками на основе ПЗС матриц
2. 1 Определение звездной величины
2. 2 Измерение координат изображений точечных излучателей
2. 3 Итерационный метод оценки параметров изображений то-
чечны излучателей
2. 4 Калибровка оптико-электронного тракта датчика по звездам
Выводы
Глава 3. Экспериментальное исследование оптико-электронного
датчика параметров и характеристик точечных излучателей
3. 1 Модель оптико-электронного датчика
3. 1. 1 Модель формирования изображения на ПЗС матрице
3.1.2 Модель обработки изображения точечного излучателя
3. 2 Исследование методов повышения точности оптико-
электронного датчика
Выводы И5
Заключение
Литература
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время использование космических средств является важной задачей, имеющей большое народнохозяйственное и оборонное значение. Одной из важнейших характеристик космических систем служит их надежность, которая напрямую связана с автономностью функционирования космического аппарата (КА). Последняя может быть достигнута обеспечением автономной навигации (самоопределения) на борту КА, методы которой к настоящему времени достаточно хорошо разработаны. Однако, средства, реализующие эти методы требуют дальнейшего совершенствования.
При решении задачи автономной навигации КА в состав измеряемых параметров и характеристик обязательно входят измерения углового положения излучающих космических объектов, например, звезд, являющихся точечными излучателями, относительно некоторых базовых направлений. Кроме задачи автономной навигации КА существует ряд прикладных задач, например, таких как наведение и последующее гидирование телескопов для осуществления которых также требуется производить измерения угловых координат и энергетических характеристик звезд.
Актуальность темы
Решение вышеперечисленных задач предполагает использование в составе бортовых информационно-измерительных систем оптикоэлектронных датчиков параметров и характеристик точечных излучателей (звезд), причем требования, предъявляемые к точности измерения с помощью этих средств достаточно высоки. Наиболее подходящими для решения указанных задач и, в частности, высокоточных угловых измерений служат оптико-электронные датчики, реализованные на основе использования в них многоэлементных (матричных) фотоприемников, наиболее перспективными из которых в настоящее

количества и конфигурации звездного поля, от параметров измерительной аппаратуры и условий эксплуатации.
Очевидно, что угловые координаты точечных излучателей определяются с некоторой погрешностью, включающей как систематическую, так и случайную составляющие.
Систематическая погрешность обусловлена следующими факторами:
- характеристиками наблюдаемых объектов и выбранным методом измерений;
- аберрациями оптической системы и изменением условий работы оптико-электронного тракта;
- погрешностями астрокаталога;
- погрешностями, вносимыми вычислительными средствами, реализующими алгоритмы.
Вклад систематической составляющей может достигать нескольких угл. мин. Однако, она может быть практически исключена в процессе настройки, калибровки, испытаний и эксплуатации. Поэтому при оценке потенциальной точности ее можно не учитывать.
Случайная составляющая а2 обусловлена следующими причинами:
- погрешностью ст2ор ориентации приборной системы координат относительно подвижной ориентированной системы координат КА;
- погрешностью о2изм измерения координат объекта в приборной системе координат, т.е.
2 2,2 *<*ор +<*юы-
Погрешность ориентации адр определяется следующими факторами:
- числом астроориентиров и их положением в угловом поле ОЭД;
- алгоритмом ориентации;
- динамической стабильностью ОЭД во время эксплуатации.
В зависимости от этих параметров погрешность ориентации может