作者:佀明华; 王伟明; 张勇; 吴浩 期刊:《光电工程》 2019年第10期
针对动态角度测量的成本高及精度低的问题,提出一种基于非合作目标视觉跟踪的光电测量方法。利用安装在被测对象上的光电伺服平台搭载相机和激光测距仪对非合作目标进行实时跟踪和距离测量,根据伺服平台输出的精密角度、非合作目标距离和被测角度之间的转化关系计算出被测动态角度值。研制了基于光电伺服平台的动态角度测量装置,并对其进行了精度标定和误差分析。利用高精度旋转台模拟被测动态角度进行实验,验证了测量方法的可行性...
作者:郑莉莉; 郝照平; 贺元军; 解永锋; 王传魁 期刊:《宇航总体技术》 2018年第01期
对完成任务的运载火箭末级、失效卫星等空间非合作目标进行空间操作是复杂的,需要地面测控网与主动航天器的密切合作才能完成抵近及相应操作。以火箭末级残骸作为空间非合作目标,给出了远程自主接近的轨道设计方法。通过地面遥控上传的目标轨道参数,主动航天器进行自主异面机动、主动调相等多次点火,完成对非合作目标的远程接近,接近距离在50km之内,2016年6月底远征一号甲上面级的成功飞行验证了该方法和设计结果的有效性。
作者:江腾达; 邢帅; 李鹏 期刊:《测绘工程》 2018年第02期
随着在轨失效航天器数量不断增加,针对这类空间非合作目标的在轨服务需求日益迫切。由于在轨的非合作目标飞行器上无法布置合作标志器,通过提取非合作目标上的关键轮廓角点对其进行跟踪。本文针对空间非合作目标所具有的特性,传统Harris算子对运动非合作目标角点的检测中存在大量的伪角点,提出一种基于Canny边缘检测的Shi-Tomasi角点检测方法,即对影像先进行滤波、二值化及形态学处理,其次利用Canny边缘检测获得其轮廓后再进行Shi-...
作者:彭杨; 张翰墨; 王兆龙; 曹姝清; 刘宗明; 武海雷 期刊:《上海航天》 2017年第06期
针对非合作目标研究了一种可实时应用的超近距离相对导航方法,用相机主动获取目标飞行器图像,对图像进行预处理得到有效的边缘段信息。选取立方体卫星作为非合作目标的通用模型,用轮廓精化提取方法进行轮廓的三维重建,并给出了轮廓三维位置和姿态估计信息获取的具体步骤。建立了用四元数和相对欧拉角表示的追踪器与目标器相对姿态的轨道动力学模型,设计了基于衰减扩展卡尔曼滤波的相对导航算法。构建了一套基于运动导轨的半物理仿...
作者:孙秀清; 张笃周; 王立; 吴奋陟 期刊:《中国空间科学技术》 2018年第01期
服务航天器跟踪、接近和捕获目标时,需要快速获取目标卫星局部模块的精密3D轮廓。文章研究了一种基于结构光的单目测量系统,能够同时满足三维测量速度快、精度高等需求。提出了一种黑白De Bruijn序列编码方法,使用单张相机图片就可以完成重建,采用黑白条纹,增强了对空间反射的抗干扰能力。相比较于双目测量方法,该方法认为投影装置模型和相机模型一致,省去了图像匹配步骤,有效减少了计算时间;采用迭代的方法对点云进行重建,不需要...
作者:唐斌; 郑晓霞; 蒲红平 期刊:《成都航空职业技术学院学报》 2018年第04期
民用航空规模的快速增长和目标多样性的增加,导致通信链路阻塞和监视信号干扰的大量引入,使得民用空域目标监视变得更加困难,尤其是对非合作目标的目标监视问题亟待解决。现有空空监视体制中空中防撞系统(TCAS)和广播式自动相关监视(ADS-B)不能实现无人机等非合作目标监视。本项目基于ADS-B方法,以无人机等非合作目标监视为出发点,对无人机监视定位与跟踪的可行性开展研究。本文在自动相关监视体制基础上,初步论证了ADS-B用作雷达...
作者:沈鹏; 徐青; 邢帅; 江腾达; 葛忠孝 期刊:《测绘科学技术学报》 2017年第06期
非合作目标的位姿监测,是空间目标态势感知的重要内容之一。本文提出了一种基于立体观测的非合作目标位姿变化监测方法,采用单目观测序列提取Harris角点,运用金字塔稀疏光流法对其进行运动跟踪,利用影像匹配和前方交会获取运动点三维坐标,最后将运动点坐标带入运动方程解算目标位姿变化。半实物仿真试验结果表明:相机距目标距离约为2.5 m时,位置变化检测精度优于2.5 mm,姿态变化检测精度优于0.5°。相比于基于先验信息和特征提取的...
作者:郭聪; 陈杨; 贝超 期刊:《现代防御技术》 2017年第05期
以实现对空间非合作目标表面附着的同时保证与其相对速度为0("零距零速"附着)为目标,首先规划了附着任务的燃料最优轨迹,推导了主动飞行器动力学模型中的最优性一阶必要条件,用间接法求解多约束下的燃料最优附着问题。然后,提出了用滑模变结构控制追踪燃料最优轨迹的"零距零速"附着控制方法,结合了燃料最优控制和滑模控制的优点,是一种近似燃料最优的反馈控制方法。仿真算例表明,该方法可有效克服初始误差和建模误差,同时实...
作者:靳锴; 罗建军; 郑茂章; 方群 期刊:《控制理论与应用》 2018年第10期
本文提出了一种新的航天器最优交会制导方法. 该方法能够快速精确求解包含J2项与大气阻力项摄动的椭圆轨道交会问题,并充分考虑非合作目标存在的导航误差, 保证交会精度的同时实现所需速度增量最优. 首先,本文采用了一种新的状态转移矩阵求解方法, 能够对考虑J2项和大气阻力项摄动的任意偏心率下的相对运动进行描述,得到考虑摄动与偏心率信息的状态约束. 其次, 建立了导航误差模型, 得到描述导航误差的状态约束,并分析其对交会精度...
作者:尚娟; 姚远 期刊:《雷达与对抗》 2019年第01期
针对双站固定雷达探测区域内的非合作目标,采用精确极大似然空间配准算法(EML)实现对两坐标雷达的距离维和方位维的系统误差修正。基于非合作目标,提出了共视目标的匹配方法,并完成共视目标航迹数据的时间配准,给出了EML算法在工程应用中输入数据的编排方法。考虑到EML算法在目标位置真值和雷达系统误差迭代求解中容易陷入局部最小值的缺陷,采用基于最小二乘理论的数据检查方法,进一步提高了估计结果的准确性。经过EML算法的空间配...
作者:张思宇; 何心怡; 王磊; 祝琳 期刊:《应用声学》 2019年第03期
在没有合作声信标和水下弹道测量系统配合的条件下,传统的基线定位法难以测量水下高速小目标末弹道。该文提出了一种测量高速小目标末弹道的方法,该方法通过在靶标上安装实孔径声学成像系统,发射双曲调频信号保持系统在目标回波多普勒偏移量较大时的输出幅值稳定,并采用频域宽带信号处理技术修正多普勒偏移造成的目标方位测量误差和抑制混响干扰,经过湖上试验,系统获取了较清晰的声学图像,准确分辨出目标位置,能够较精确地测量高速...
作者:王珂; 陈小梅; 韩旭 期刊:《光电工程》 2018年第08期
常用的非合作目标航天器姿态测量技术往往借助于单目视觉进行迭代或双目视觉进行三维重建,该类方法在特征匹配过程中会产生误差,且实时性和准确性较差。针对上述问题,根据空间非合作飞行器的星箭对接环和发动机喷嘴具有空间平行但不共面的位置关系,开展了基于同心圆特征的非合作目标超近距离姿态测量模型的研究。通过改进双目视觉测量模型,完善了模型的角度适应性问题,提高了模型的适用性。仿真结果显示该算法在超近距离的姿态测量...
作者:朱云峰; 孙永荣; 赵伟; 黄斌; 吴玲 期刊:《航空学报》 2019年第07期
无人机(UAV)态势感知的任务是利用机载传感器对未知环境进行目标识别和引导,针对无人机与非合作目标间中远距离的相对导航问题,提出了一种基于角度和距离量测的相对状态估计算法。在现有滤波算法的基础上,为了提高精度和稳定性,本文利用了列文伯格-马夸尔特(LM)优化的思想对迭代卡尔曼滤波(IEKF)算法进行改进,提出了一种LM-IEKF算法,并推导该算法在迭代过程中的状态更新方程及协方差阵的递推公式。在此基础上,考虑到距离传感器由于...
作者:张训方; 赵雪; 李荣旺; 李祝莲 期刊:《天文研究与技术》 2019年第01期
非合作目标的激光测距预报一般是基于双行根数(TLE)外推出来的,往往有较大偏差,对激光测距的成功率有较大影响。结合空间目标的轨道理论和实测的数据分析,预报的偏差主要是预测模型外推的空间目标在运行轨道上的平近点角与实际平近点角存在偏差。根据非合作目标在望远镜跟踪视场中的脱靶量,利用相关算法可以找到一个最佳的时间根数偏差量修正空间目标的平近点角。经过修正,空间目标的视位置偏差得到改善,距离偏差能够从几百米减小...
作者:刘涛; 王勇; 解永春; 胡锦昌 期刊:《宇航学报》 2018年第05期
本文提出一种用于非合作目标惯性指向轴位置捕获的绕飞方法。该方法依据实时相对位置和目标位置确定绕飞坐标系;在绕飞坐标系中,分别采用扇形轨迹和直线轨迹设计了两类接近轨迹规划策略,利用相对位置和目标位置间的夹角进行规划策略选择,以规划得到过渡目标位置,并采用CW制导进行过渡目标位置的接近控制;为保证绕飞过程中相对测量敏感器始终有效测量,还设计了姿态指向控制律使追踪航天器x轴指向目标航天器。数学仿真校验了所设计方...
作者:朱程广; 赵健康; 刘英 期刊:《中国惯性技术学报》 2018年第01期
由于非合作目标的不规则运动,航天器参考系与非合作目标坐标系之间往往存在大角度变换。针对这一问题,提出一种基于牛顿插值的算法实现四元数与欧拉角的变换。与其它文献中提出的算法相比,新的欧拉角表示方法将欧拉角的变换范围扩展至(-∞,+∞)。为了验证该方法的有效性,也研究了非合作目标相对于航天器的相对姿态信息,并作为仿真实验的数据。实验结果显示,该方法能够有效实现欧拉角到四元数的变换,且转换精度能达到10~(-15)...
作者:程之刚; 黎湘; 庄钊文 期刊:《现代雷达》 2005年第11期
雷达组网是对抗敌方电磁干扰、低空入侵、反辐射导弹和隐身目标探测的有效手段.获取雷达网中雷达站处于空间的准确坐标和雷达站的准确基准方向是一个重要的问题.文中提出了一种对雷达网布站时产生的雷达站的空间和基准方位角误差的不需要航校飞行的校正方法.
作者:李涛; 吴云 期刊:《空间控制技术与应用》 2017年第04期
针对空间非合作卫星近距离的相对位置和姿态测量问题,提出一种立体视觉测量技术.使用激光雷达为双目立体视觉提供先验距离信息和粗略姿态,在双目相机左右图像特征提取时增加视差范围约束,限定左右图中同名特征点提取的范围,可避免杂光条件下局部复杂纹理的干扰,有效降低计算复杂度,提高图像处理的速度.通过地面闭环试验对测量技术进行了验证,实验结果表明方法的有效性和先进性.
作者:殷泽阳; 罗建军; 魏才盛; 袁建平 期刊:《宇航学报》 2017年第08期
针对追踪航天器接近和跟踪非合作目标任务中的相对位姿控制问题,基于预设性能控制理论提出一种低复杂度预设性能控制方法(LCPPC)。该控制方法一方面无需对模型的具体参数(如追踪航天器与非合作目标的质量、惯量参数等)进行先验估计或在线辨识,另一方面又能预先设计系统的瞬态和稳态性能,保证相对位姿控制系统在存在外部干扰、不确定性和非合作目标不可测机动的条件下仍能满足预先设计的性能要求。仿真结果表明,该控制方法能够...
作者:徐正平; 许永森; 姚园; 李刚; 石磊; 孙翯; 于潇; 沈宏海 期刊:《光学精密工程》 2017年第06期
为了研究凝视型激光主动成像系统对非合作目标的成像性能及在目标跟踪中的应用,设计了基于APD阵列和分束照明的凝视型激光主动成像系统。对激光回波功率与目标距离之间的关系进行了理论分析,结果显示:200m外目标的回波功率小于1μW。为提高系统作用距离,选取高增益带宽积跨阻放大器OPA657N提高系统增益,并通过优化元件布局来克服高跨阻值时的通道串扰。实验验证了距离方程的正确性。在此基础上,采用八连通团块检测方法实现目标探测...