低频振动对星敏感器成像影响分析.pdf

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1、2015年第34卷第1期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)43DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)01-0043-04低频振动对星敏感器成像影响分析邓长智，王宏力，陆敬辉，崔祥祥，姜伟，乔兴(第二炮兵工程大学，陕西西安710025)摘要：航天器高速飞行产生的不规则振动会对捷联方式安装的星敏感器星图成像过程带来负面影响。为了提高星敏感器星图成像质量，补偿不规则振动对星图成像带来的图象失真问题，通过采用点扩散函数理论描述运动

2、成像过程，从成像机理角度分析了振动对星图成像的影响，利用该理论分析结论仿真得到了不同振动形式影响下的星图。结果表明：星敏感器成像过程受到环境振动影响会产生拖尾、扩散、旋转等现象，为星敏感器的减震设计和星图还原与提取提高了参考。，关键词：星敏感器；低频振动；点扩散函数中图分类号：TP212．9文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)01-0043--04AnalysisoneffectoflowfrequencyvibrationonstarsensorimagingDENGChang—

3、zhi，WANGHong—li，LuJing—hui，CUIXiang-xiang，JIANGWei，QIAOXing(TheSecondArtilleryEngineeringUniversity，Xi’an710025，China)Abstract：Irregularvibrationofhigh-speedspacecraftflightwillbringnegativeinfluencestothestarsensorimagingprocessinstalledinstrapdownmod

4、e．Aimingatimprovingthequalityofstarsensorimagesandcompensatingthedistortioncausedbyirregularvibration，pointspreadfunction(PSF)theoryisadoptedtodescribethemotionimagingprocess，andinfluenceofvibrationonthestarsensorimagingisanalyzedfromtheperspectiveofim

5、agingprocess，afterwhichdifferentsimulationmapsundertheinfluenceofmultipleformsofvibrationsareobtained．Theresultsshowthatthestarsensorimagingprocessisaffectedbyenvironmentvibration，whichresultinsmearing，diffusion，rotationandotherphenomenonandproviderefe

6、renceforstarsensorseismicdesignandstarimagerecognition．Keywords：starsensor；lowfrequencyvibration；piontspreadfunction0引言展了研究，文献[4~6]结合振动对星图的影响机理进行了星光制导技术是一种依靠星敏感器实现高精度绝对姿一定的分析，但没有针对影响星敏感器成像振动的频率加态测量的新型自主导航技术，在航天器姿态测量与控制中以区分；文献[7]分析振动频率的不同会对普通相机成像发挥着越来越重

7、要的作用⋯。其中，以捷联方式安装的星过程带来不同影响，却没有结合星图成像的特点，涉及低频敏感器因其具有结构简单、可靠性高、启动时间短、成本低、振动对星图成像的分析不够详细。此外，不同振动频率的可维修性强等优势得到广泛应用J。星敏感器的核心部振动会造成不同程度的模糊图像，低频振动的振动周期远件是CCD相机，在工程实际中，星敏感器成像过程除受到小于曝光周期，且有着很强的随机性，也比高频更普遍]。光学系统的衍射、探测器采样、大气的扰动等因素影响这些低频振动与航天器主体的姿态运动高度耦合，严重制外，航天器飞

8、行过程中的复杂振动环境也降低了星敏感器约了星敏感器的工作。成像质量。其中，振动影响造成的星点拖尾和扩散现象更本文从星敏感器星图成像机理出发，针对几种典型的是限制了导航星提取的精度，甚至可能导致星图无法正常低频振动形式，分析了典型低频振动对星敏感器的影响，并提取。因此，开展振动对星敏感器成像影响分析，对于结合模拟星图进行了仿真验证。提高星光制导的性能有着重要的意义。1六自由度星敏感器振动目前，许多学者围绕振动对星敏感器星图成像问题开航天器在空间中的运动可用六个自由度进行