CCD星图模拟器的设计及验证
高精度星图模拟及有效性验证新方法
高精度星图模拟及有效性验证新方法
全伟;房建成
【期刊名称】《光电工程》
【年(卷),期】2005(032)007
【摘要】为在地面上进行星图模拟以测试星图识别算法和星敏感器性能,提出了一种新的高精度星图模拟方法.该方法利用截面圆和固定区域的性质,根据赤纬值求解赤经跨度来确定选星条件;将选出的导航星通过构建理想星敏感器模型,来求解它们在CCD面阵上的精确位置;根据位置信息,采用TFT液晶光阀,以实现高质量的星图模拟;利用星间角距和投影原理的性质来验证星图模拟的有效性.仿真实验结果表明,与现有星图模拟方法相比,此方法选星速度快,模拟实时性好,准确率达到98.8742%,位置精度达到1/50个像素.
【总页数】5页(P22-26)
【作者】全伟;房建成
【作者单位】北京航空航天大学,第五研究室,北京,100083;北京航空航天大学,第五研究室,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.4
【相关文献】
1.甚高精度星模拟器星图显示与控制系统研究 [J], 孙高飞;张国玉;王凌云;高玉军;王向东
2.一种高超星图高精度半盲复原算法 [J], 杨博;李嘉兴;杨照华;刘玉双
3.星敏感器星图的高精度星点提取方法 [J], 何贻洋;王宏力;冯磊;由四海;许强
4.综合考虑堆石体复杂特性的颗粒流高精度高效率模拟新方法 [J], 赵佩臣;刘玉凤
5.弱可视环境下卫星图像粘连区域高精度分割方法研究 [J], 贾润亮
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星敏感器外场观星标定及检验方法研究
星敏感器外场观星标定及检验方法研究姜文英;陈元枝;俞晓磊;赵志敏;沈令斌【摘要】The mainly calibration methods of the star sensor,which is based on the real space experiment outfield,as well as the composition and structure of the test platform,were introduced. The dynamic and static three-axis attitude accuracy and the update rate of output data were acquired by processing and analyzing the related experiment data obtained from the dual-CCD star sensor. The results showed that the calibration method on real space can examine the performance specifications on accuracy,update rate,sensitive magnitude and capture time of the star sensor,and have high credibility.%介绍了星敏感器的主要检验标定方法—外场实测观星标定方法，以及实验平台的组成和搭建。
根据对双 CCD 探头星敏感器获取的实验数据进行处理、分析，给出了动、静态三轴姿态精度和数据更新率。
实验结果表明，采用这种方法可对星敏感器的精度、更新率、敏感星等级、捕获时间等指标进行检验，可信度高。
【期刊名称】《计量学报》【年(卷),期】2016(037)003【总页数】4页(P251-254)【关键词】计量学;星敏感器;外场观星测试系统;标定方法;三轴姿态【作者】姜文英;陈元枝;俞晓磊;赵志敏;沈令斌【作者单位】南京航空航天大学自动化学院，江苏南京 210016; 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，广西桂林 541004;桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，广西桂林 541004;江苏省标准化研究院，江苏南京 210029; 南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏南京 210094;南京航空航天大学自动化学院，江苏南京 210016;南京航空航天大学自动化学院，江苏南京 210016【正文语种】中文【中图分类】TB96星敏感器是通过成像器件获取恒星星图，由微处理器及软件进行星图匹配、识别，并根据已识别恒星的精确位置（星表）计算星敏感器安装坐标系相对于J2000.0地心惯性坐标系的三轴姿态（偏航角、俯仰角、横滚角）［1］。
天文漂移扫描CCD相机的技术验证的开题报告
天文漂移扫描CCD相机的技术验证的开题报告一、课题背景天文漂移扫描（Astrometric Drift Scanning）是一种被广泛应用于恒星定位和星表制作的技术，该技术可以通过漂移扫描CCD相机来测量天体的位置和运动。
Astrometric Drift Scanning CC相机在天文观测和定位方面已经得到了广泛的应用。
该技术可以提供精确的恒星位置信息，对于到任意准确度的三维定位都非常有效，具有较高的应用价值。
因此，对于Astrometric Drift Scanning技术的研究和应用具有重要的科学意义和实际应用价值。
二、研究目的本研究旨在通过对Astrometric Drift Scanning CCD相机进行技术验证，探究这种技术的实际应用效果。
具体而言，我们将从技术要点、技术原理、技术特点等方面入手，通过实验的方法，验证Astrometric Drift Scanning CCD相机的定位和追踪能力，以及测量的准确性和稳定性。
三、研究内容（一）技术原理和技术要点的分析本研究将对Astrometric Drift Scanning技术的原理和要点进行分析和讨论，包括该技术的光电探测、相机机械结构和数据处理等方面。
（二）Astrometric Drift Scanning CCD相机的实际应用效果的研究通过对Astrometric Drift Scanning CCD相机进行实验验证，比较其与传统星表制作方法的差异，探究其在恒星定位和星表制作方面的实际应用效果。
特别关注其准确性和稳定性。
（三）技术的局限性和改进的研究性，并提出应对策略。
此外，通过改进Astrometric Drift Scanning技术的硬件和软件等方面，进一步提升其应用效果。
四、研究意义本研究的意义在于通过对Astrometric Drift Scanning技术的研究和应用，提高恒星定位和星表制作的精度和效率，对推动天文学的发展和应用具有积极的意义。
基于CMOS星图成像的计算机模拟
测 量部 件 。其 中 ， 实现 自主 导 航 、 速 且 识 别 率 快
高的星 图识 别 算 法 必不 可缺 。对 星 图识 别 算 法
射检 索 ， 以星是否 在 视场 内作 为 检 索终 止 的 限制
条件 。
最 初实 验测 试 ， 由于航 天 实 验 费 用 大 ， 往 不 可 往
能 进行 实时 空 间实 验 ； 因此 ， 了检 验 识 别 算 法 为 性 能 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ及 对 观测 星 选 择 的合 理 性 问题 进 行 有效
考 虑到 Ｃ Ｍ０ Ｓ星 敏感 器 可 以做 到较 大 的视
置 。由太 阳 质 心 换 算 到 地 球 质 心 ， 即加 入 光 行
差， 则得 视位 置Ｌ 。 １ ］
场， 且根 据平 差方法解 算姿 态 角要 求每 一 视 域范
围有三 个 以上 的导 航 星 即 可 准确 算 出卫 星 的姿 态 。因此 ， 文 采 用 Ｆ 本 Ｋ５基 本 星 表 。Ｆ ５星 表 Ｋ 给 出了 ９ ９ ０ ６颗亮 星 的 位置 、 度 、 亮 光谱 类 型 、 自
的 区域 。将 天空 的 星按赤 经 、 纬 每隔 一度 分 成 赤 ３０ ８ ６ ×１ ０个 区间 ， 个 区 间 的 星 星 的数 据 都 存 每 在一个 数 据 包 中 。给 定 视 轴 后 ， 定 其 所 在 区 判
间 ， 而得 到其所 在 的数 据包 。然后 按 照 纬度 的 从
递增和 减少 、 经度 的增 加 和减 少 的方 式 向 四周 辐
由于 Ｆ Ｋ５星 表 提 供 的 是 恒 星 在 标 准 历 元 （２ Ｏ ） Ｊ Ｏ Ｏ 的平 赤 道 坐 标 （ 位 置 ） 而 星 敏感 器 上 平 ， 所得 的是恒 星在 观测 瞬 时的 真赤 道 坐标 （ 测 位 观
高精度经纬仪与CCD相结合的星模拟器星点位置测量系统设计
高精度经纬仪与CCD相结合的星模拟器星点位置测量系统设计姜文璋;张国玉;孙高飞;胡冰【摘要】In order to realize the star position measurement of star simulator, a new measurement system combing high-precision theodolite with CCD is established. First of all, the LEICA TM6100A high-precision theodolite is used to search and position star, and then star imaging optical system optimized by ZEMAX is used to realize the optical connecting of theodolite and ICX618AL plane array CCD chip. The acquisition,processing and transmission of star im-age information is controlled by EP2C8T144C8N type FPGA. Finally,the star is extracted by using MATLAB accord-ing to square weighted centroid algorithm. According to the analysis of optical system aberration and star extraction sim-ulation, the theoretical error of system is summarized.The result shows that the star position measurement error of this system is 4.66' ,and it is not limited by the field of view. It can satisfy the measurement system requirement of single star position measurement accuracy is better than 5' ,with the measurement range for ±12° field of view.%为实现对星模拟器星点位置的测量,建立了高精度经纬仪与CCD相结合的新测量系统.首先,莱卡TM6100A型高精度经纬仪实现星点搜索和定位,然后利用ZEMAX优化的星点成像光学系统完成经纬仪与ICX618ALA型面阵CCD芯片的光学衔接,通过EP2C8T144C8N型FPGA完成星点图像信息采集、处理和传输的控制,最后利用MATLAB根据平方加权质心算法完成星点提取.根据光学系统像差和星点提取仿真分析,总结了系统的理论误差分析结果.结果表明:该测量系统不受视场限制且星点位置测量误差为4.66',满足测量范围为±12°视场,单星位置误差测量精度优于5'的要求.【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(040)001【总页数】4页(P68-71)【关键词】星点位置测量;高精度经纬仪;CCD成像;平方加权质心算法【作者】姜文璋;张国玉;孙高飞;胡冰【作者单位】长春理工大学光电工程学院,长春 130022;长春理工大学光电工程学院,长春 130022;长春理工大学光电工程学院,长春 130022;长春理工大学光电工程学院,长春 130022【正文语种】中文【中图分类】TN202星模拟器是星敏感器的地面标定设备，其精度水平直接影响星敏感器标定的准确性，进而决定空间探测器姿态测量的精确性［1］，故对星模拟器的精度检测尤为重要。
星敏感器CCD相机成像模拟技术
星敏感器CCD相机成像模拟技术
张锐;姜挺;江刚武
【期刊名称】《测绘科学技术学报》
【年(卷),期】2008(025)001
【摘要】星敏感器是卫星姿态确定与控制系统中重要的星上设备.为了能够方便地研究基于星敏感器的星图识别算法,采用恒星瞬时坐标进行星图模拟,讨论了根据空间坐标系的旋转变换以及摄影测量中的共线条件方程;利用计算机仿真技术对CCD 相机成像过程进行模拟,得到模拟星图以作为下一步星图识别工作的基础.最后对坐标变换的准确性进行了验证.
【总页数】4页(P42-45)
【作者】张锐;姜挺;江刚武
【作者单位】信息工程大学,测绘学院,河南,郑州,450052;信息工程大学,测绘学院,河南,郑州,450052;信息工程大学,测绘学院,河南,郑州,450052
【正文语种】中文
【中图分类】P237
【相关文献】
1.科学级CCD相机在星敏感器中的设计与应用 [J], 何家维;何昕;魏仲慧
2.EMCCD相机在全天时星敏感器中的设计与应用 [J], 何家维;何昕;魏仲慧;林为才
3.基于CCD星敏感器的天文导航关键技术的发展 [J], 李峻年;王伟
4.面向应用的CBERS-02B星高分辨率相机成像数值模拟技术框架 [J], 邱振戈;甘
甫平;尤淑撑;岳庆兴;张春玲;贾永红
5.动态CCD星敏感器驱动成像系统设计与实现 [J], 武奕楠;江洁;张广军
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基于FPGA的CCD模拟器采集系统的设计
基于FPGA的CCD模拟器采集系统的设计
徐磊;翟国芳;马飞;段京
【期刊名称】《电子测量技术》
【年(卷),期】2014()8
【摘要】为满足卫星相机视频处理电路的测试需求,针对一款新型高性能模拟前端,提出了一种可行的CCD数据采集处理方法,以Xilinx公司FPGA为核心,采用VHDL语言实现FPGA的逻辑设计,通过FPGA输出满足A/D的工作时序信号,利用RS232接口接收上位机指令实现不同种类CCD信号的选择输出,验证这款A/D 在相关双采样(CDS)模式下的工作情况.最终将处理后的数据输出到Camera Link 接口,观察图像数据。
测试结果表明本系统具有很好的通用性和灵活性,能够满足多种星载相机视频处理电路的测试需求。
【总页数】5页(P112-116)
【关键词】模数转换器;FPGA;信号处理;CCD
【作者】徐磊;翟国芳;马飞;段京
【作者单位】北京空间机电研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN307
【相关文献】
1.基于FPGA的线阵CCD图像采集与显示系统设计 [J], 周敬东;沈飘海;王雷
2.基于FPGA和USB的面阵CCD图像采集系统设计 [J], 杨勇奇;王典洪;徐朝玉;
倪效勇;罗林波
3.基于FPGA的线阵CCD激光采集系统设计 [J], 孟蔓菁; 邹彤; 刘海波
4.基于FPGA与STM32的多通道CCD光谱采集系统设计 [J], 柳阳; 黄斐; 郑思旭; 郭汉明
5.基于STM32与FPGA的背照式CCD光谱采集系统设计 [J], 郑思旭; 黄斐; 柳阳; 郭汉明
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大面阵CCD相机图像信号模拟器的设计
关键词 ： 面阵 Ｃ Ｃ Ｄ模 拟 器 ； Ｆ Ｐ ＧＡ； Ｃ Ｃ Ｄ时序 ； Ｃ ａ ｍｅ ｒ ａ － ｌ ｉ ｎ ｋ 中图 分 类 号 ：Ｔ Ｐ ２ １ ２ ． １ ４ 文 献 标 识 码 ：Ａ 国 家标 准 学 科分 类代 码 ： ５ １ ０ ． ４ ０ ５ ０
（ Ｋｅ ｙ Ｉ ａ ｂｏ ｒ ａ ｔ ｏｒ ｙ ｏｆ Ａｉ ｒ ｂｏ ｒ ｎｅ Ｏｐｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｍａ ｇｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｍｅ ａ ｓ ｕｒ ｅ ｍｅ ｎｔ ． Ｃｈａ ｎ ｇｃ ｈ ｕｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｏｐ ｔ ｉ ｃ ｓ， Ｆｉ ｎ ｅ Ｍｅ ｃ ｈａ ｎ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｈｙ ｓ ｉ ｃ ｓ， Ｃｈ ｉ ｎｅ ｓ ｅ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ｏ ｆ Ｓｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ｓ， Ｃｈａ ｎ ｇｃ ｈｕｎ １ ３ ０ ０３ ３， Ｃｈｉ ｎａ ）
研 究 与 开 发 。 。 薯 ｉ 臻
己 第 口 Ｉ ］ 年］ 月
］ 己 卷 Байду номын сангаас ］期
—
大面阵 Ｃ Ｃ Ｄ相 机 图像信 号模 拟器 的设 计 ＊
李 清 军 刘 志 明 汪 龙 淇 杨 永 明
（ 中 国科 学 院 航 空 光 学 成 像 与 测 量 重 点 实 验 室 中国 科 学 院 长 春 光 学 精 密机 械 与 物 理 研 究 所 长 春 １ ３ ０ ０ ３ ３ ） 摘 要 ： 面阵 Ｃ Ｃ Ｄ相 机 需 要 增 加 光 学 镜 头 并 在 时 序 控 制 电路 驱 动 下 才 能 输 出 图 像 ， 给图像采集 、 存 储 等 图 像 处 理 实 验 带 来 不 便 在 分 析 面 阵 Ｃ Ｃ Ｄ（ Ｍ２ ２ ） 的特 性 和 时序 的基 础 上 ， 设计了一种 基于现 场可编程 门阵列 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 的大面阵 Ｃ Ｃ Ｄ模 拟 器 ， 把 一 幅标准图像预先存储放在 Ｆ Ｌ ＡＳ Ｈ中， 上 电初 始 化 后 ， 再 把该 图 像 从 Ｆ Ｌ ＡＳ Ｈ拷 贝到 Ｓ Ｄ Ｒ ＡＭ 中 ， 根 据 相 应 的指 令 ， 在 时 钟 的 下降沿把 Ｓ ＤＲ ＡＭ 中 图 像 信 息 按 照 Ｃ ａ ｍｅ ｒ ａ ｌ ｉ ｎ ｋ协 议 输 出 ， 并 对像 素时钟进行 计数 ， 产生 行同步信 号。实验结 果表 明， 面 阵 Ｃ Ｃ Ｄ模 拟器 符合 Ｍ２ ２相 机 的 输 出时 序 要 求 。模 拟 器 的 设 计 与 实 现 为 图 像 采 集 和 存 储 等 实 验 提 供 了支 持 和 保 证 ， 缩 短 了工 程
面向空间目标监视的星图模拟器设计与实现
面向空间目标监视的星图模拟器设计与实现
王兆魁;张育林
【期刊名称】《系统仿真学报》
【年(卷),期】2006(18)5
【摘要】提出并实现了一种应用于光学空间目标监视地面仿真实验的目标模拟器系统。
目标模拟器系统以高性能图形工作站和液晶显示器为硬件,通过软件方法,动态表现恒星、日、月、地球等自然天体对敏感器的光学特征,并通过建立球面光反射模型,模拟出自然环境中的空间目标航天器。
系统可作为空间目标监视敏感器的地面仿真实验的目标模拟器,亦可以应用于星敏感器的地面实验。
【总页数】5页(P1195-1198)
【关键词】空间监视;星模拟器;仿真软件;星敏感器
【作者】王兆魁;张育林
【作者单位】国防科技大学航天与材料工程学院;清华大学宇航中心
【正文语种】中文
【中图分类】P111
【相关文献】
1.面向天基光学监视的空间目标TLE拟合与跟踪方法 [J], 李骏;吴京;安玮;周一宇
2.面向空间监视应用的空间目标数据库的建立 [J], 计科峰;全备;胡卫东;郁文贤
3.动态目标模拟器星图显示系统设计 [J], 孙铭坤;张宁
4.空间目标监视仿真系统的设计与实现 [J], 杨雅琦;
5.面向敏捷硬件设计的符号模拟器设计与实现 [J], 邹鸿基;李暾;罗丹;方雨德因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
星图模拟和导航星提取的方法研究--good
这是依据不同的参考系制 而推测航天器的
根据传感器所测量出的相对参考系的信息变化
其中CCD星敏感器因其功耗低 其工作原理就是
自主性强和无姿态积累
误差等优点而备受青睐 摄取一片星空图像 识别亮星
通过CCD星敏感器在其光学镜头的视场内 以其摄取的背景电平值为基准 以 再通过星图识别算法与已建星库作比较
经过光电耦合处理成电子信号
即高通滤波后先采用动态阈值提取图像的 仿真结果
再通过最低动态阈值对候选点进行二次提取 当不给星图加背景噪声时
两种方法提取精度相当
矢量法的提取精度迅速下降
提出的方法的提取精度远远高于
矢量法 而提取时间却与矢量法相差无几
因此提出的方法表现出较强的抗噪能力
关键词 星敏感器 高通滤波
星图模拟 动态阈值
星图提取
欧阳桦
指导教师签名 张钧 日期 2005 年 5 月 9 日
ห้องสมุดไป่ตู้
2005 年 5 月 9 日
1 绪论
1.1 课题背景
卫星准确的位置姿态信息是飞行器自主地捕获目标 接受指令 实现轨道机动或将 收集到的信息传回地面等的必要基础 目前有很多仪器可以为卫星提供姿态信息 陀螺仪 地平仪 作的相应的传感器 姿态变化 磁力计 太阳敏感器 CCD星敏感器等 体积小 精度高 如
III
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工 作及取得的研究成果 近我所知 除文中已标明引用的内容外 本论文不
包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果 对本文的研究做出 贡献的个人和集体 均已在文中以明确方式标明 本人完全意识到本声明 的法律结果由本人承担 学位论文作者签名 欧阳桦 日期 2005 年 5 月 9 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留 使用学位论文的规定 即
一种模拟CCD星图的方法
一种模拟CCD星图的方法
张钧萍;林涛
【期刊名称】《中国空间科学技术》
【年(卷),期】1999(019)003
【摘要】星识别算法在空间飞行器自主姿确定系统中是不可缺少的。
同时将ＣＣＤ所拍摄的星图作为算法的输入，无论是软件调试还是地面试验，抑或是对各种算法的评估，也是必不可缺少。
【总页数】5页(P46-50)
【作者】张钧萍;林涛
【作者单位】哈尔滨工业大学;哈尔滨工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】V448.2
【相关文献】
1.一种基于三正交主轴平面的快速星图模拟方法 [J], 全伟;徐梁;宁晓琳
2.一种星图模拟中观测星提取的方法 [J], 饶才杰;房建成
3.一种折射星图的模拟方法 [J], 孙龙;蔡佳楠
4.一种机载天文导航星图模拟的实现方法 [J], 赵明波;刘雨;陶征宇;贺勇军
5.一种应用于天文大地测量的多视场星图模拟方法 [J], 李铸洋;秦文振
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小型星模拟器中星图动态显示系统的设计
第27卷第5期光电工程V o l127, N o.5 2000年10月Op to2E lectron ic Engineering O ct,2000 文章编号:1003-501X(2000)05-0011-04小型星模拟器中星图动态显示系统的设计张文明,林 玲,郝永杰,唐 敏(中国科学院光电技术研究所,四川成都610209)摘要:阐述了星图动态显示系统的工作原理和系统要求,讨论了T FT2L CD在星图动态显示系统中的应用方法,提出了T FT2L CD的电路实现方案,对星图动态主要软件的设计进行了分析和研究。
关键词:星模拟器;星图;液晶显示系统;软件设计中图分类号:P11 文献标识码:AD esign of a D ynam ic D isplay System for StarM ap i n S ma ll-Sized Star Si m ula torZHANGW en-m i ng,L IN L i ng,HAO Y ong-j ie,TANG M i n(Institu te of Op tics and E lectron ics,Ch inese A cad e m yof S ciences,Cheng d u610209,Ch ina)Abstract:T he op erating p rinci p le and the system requ irem en ts of a dynam ic disp lay system fo r star m ap is described in the p ap er.T he app licati on m ethod of T FT2L CD in the dynam ic disp lay system fo r star m ap is discu ssed and T FT2L CD circu it schem e is p ropo sed.Som e analysis and research fo r the design of the m ain softw are u sed in dynam ic star m ap are carried ou t.Key words:Star si m u lato rs;Star m ap;L iqu id crystal disp lay system s;Softw are designCLC nu m ber:P11引 言星模拟器是一种在地面上模拟星空,以便对星敏感器的星图识别算法进行功能测试的检测设备,而星图动态显示系统则是星模拟器中实现星体数据库快速查询、检索、坐标变换、数据传送和星图显示刷新控制的核心部件之一,也是星模拟器实现小型化、动态化的关键部件之一。
一种电子星图模拟器、电子模拟星图生成方法和电子设备
专利名称：一种电子星图模拟器、电子模拟星图生成方法和电子设备
专利类型：发明专利
发明人：高恩宇,孔令波,苏帆,华伟
申请号：CN202111284780.3
申请日：20211101
公开号：CN113970327A
公开日：
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本申请提供了一种电子星图模拟器、电子模拟星图生成方法和电子设备，所述电子星图模拟器包括核心处理器，单星坐标映射模块、单星坐标映射模块和星图生成模块；核心处理器确定出N 个待映射星在天球坐标系下分别对应的天体坐标；所述单星坐标映射模块，用于基于所述待映射星在天球坐标系下的天体坐标确定所述待映射星在星敏感器坐标系下的星光矢量；核心处理器确定N个待映射星在成像平面中的星像点二维坐标；单星灰度弥散模块确定在成像平面中该星像点二维坐标处的像素的星像点灰度；星图生成模块生成所述电子模拟星图。
根据所述电子星图模拟器和电子模拟星图生成方法，解决了现有技术中生成电子模拟星图速度较慢，且无法实现嵌入式设备的问题。
申请人：北京微纳星空科技有限公司
地址：100094 北京市海淀区北清路81号一区4号楼11层1101室
国籍：CN
代理机构：北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：高燕
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动态目标模拟器星图显示系统设计
动态目标模拟器星图显示系统设计孙铭坤;张宁【摘要】动态目标模拟器是在地面模拟星空,对星敏感器的星图识别算法进行功能测试,可实时给出星图的检测设备.设计了动态目标模拟器的星图显示系统.首先阐述了动态目标模拟器的工作原理,其次推导了系统涉及的核心算法,然后进行了系统的硬件及软件设计,并得出仿真结果.该系统在22°视场内可模拟2-6等星,单星张角小于42\".对相关领域的研究具有参考价值.【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(041)005【总页数】5页(P20-24)【关键词】目标模拟器;星图显示;硬件设计;控制软件设计【作者】孙铭坤;张宁【作者单位】长春理工大学光电工程学院,长春 130022;长春理工大学光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室,长春 130022;长春理工大学光电工程学院,长春130022;长春理工大学光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室,长春130022【正文语种】中文【中图分类】V249近年来，中国的航空航天事业在政府的大力支持下不断发展，在航天器领域的相关研究达到了相当规模和水平。
对于空间中运行的飞行器，姿态是描述其运行轨迹和运动指向的重要参数，也是飞行器自主完成飞行任务的必要前提[1]。
如何获取稳定的、高精度的、实时的飞行器当前姿态成为待解决的问题。
目标模拟器为解决这一问题提供了有效途径。
而动态星图显示系统作为其核心技术也得到越来越多的关注。
目前，中国的一些科研机构已经开展了对动态目标模拟器的研究，其中动态目标模拟器为功能检测型模拟器，目的是在地面进行星图模拟，所产生的实时星图应与待测星敏感期工作状态相匹配，从而对星图识别算法进行功能测试[2]。
目前，对动态目标模拟器工程方面的需求已发展为大市场，高精度，小型化，高性价比等需要。
在此，本文进行了动态目标模拟器星图显示系统的设计，针对当前的需求，提出系统设计的相关理论和方法。
高精度大视场多星模拟器设计与验证
关键技术，设计高精度模拟星系统；建立各模拟星在 o-x′y′z′坐标系中的空间位置模型，推导出各模拟星俯仰偏摆角度、单
星指向及星间角距数学模型，并计算出单星指向理论误差及星角距理论误差，作为装调及试验的理论基础。试验结果显
示，所有模拟星单星指向误差均优于 1.914″，任意两模拟星角距误差优于 4.3″；设计的高精度大视场多星模拟器精度满
摘要：在星敏感器高精度的地面精确标定任务中，为满足其对高精度大视场多星模拟器Biblioteka 需求, 研制了可实现 20°×40°视
场内 65 颗恒星位置、星等精确模拟的高精度星模拟器。文章从星模拟器原理出发，基于星模拟器空间坐标系转换设计
了模拟星支架，通过分析影响模拟星指向的误差，采用 “主次镜一体式安装”、“全铝式模拟星系统”、“星孔位置补偿”等
引用本文: 许洪刚,韩冰,李曼丽,马洪涛,张鹏宇,鞠德晗. 高精度大视场多星模拟器设计与验证[J]. 中国光学, 2020, 13(6): 1343-1351. doi: 10.37188/CO.2020-0024 XU Hong-gang, HAN Bing, LI Man-li, MA Hong-tao, ZHANG Peng-yu, JU De-han. Design and verification of high-precision multi-star simulator with a wide field of view[J]. Chinese Optics, 2020, 13(6): 1343-1351. doi: 10.37188/CO.2020-0024
星敏感器CCD相机成像模拟技术
星 图识 别是基 于星敏感 器确 定卫 星 姿态 的关 折 射 、 差 、 行 差 以及 恒 星 自行 等 因 素 的影 响 ， 视 光
并 键， 研究星 图 的计 算 机 模 拟技 术 成 为 星 图识 别 算 在 模拟仿 真星 图 时需 要 考 虑 这些 因素 的 修 正 ，
法 研究 的必 须手段 。文 献 ［ ］ １ 阐述 了星 图 动态 显 且将 历元 时刻 的恒星平 位 置改正 到观 测时 刻恒 星 示 系统 的工作 原 理 和 系统 要 求 ， 出了基 于 笔 记 的瞬测位 置 。 ｌ为 恒 星 自行 对 恒 星赤 经赤 纬 的 提 图 图 。 瞬间的 本 电脑 屏幕进行 恒 星星图模 拟显示 的电路 实现 方 影 响示 意图 。 中 ， 和 为恒星在 ｔ 和 ｔ
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星模拟器的设计与标定
第３５卷，增刊Ｖｂｌ．３５Ｓ叩ｐｌｅｍ朗ｔ红外与激光工程ｌｎ确ｒｅｄ鲫ｄＬａｓ盯Ｅｎｇｉ舱耐ｎｇ２００６年１０月０ｃｔ．２００６星模拟器的设计与标定刘亚平，李娟，张宏（１．中国航天科工集团三院３０３所北京１０００７４；２．中国航天科工集团二院２５所北京１００８５４）摘要：在星跟踪器灵敏度标定检测中，通常要求提供无限远的弱小点光源作为模拟星。
设计．了『－台．星模拟器，描述了其结构布局，介绍了工作原理，对采用的关键技术和解决途径进行了分析，比较了两种系统调校方法，并给出了结论。
关键词：星模拟器；星跟踪瓠光源标定中图分类号：Ｐｌｌ文献标识码：Ａ文章编号：１００７．２２７６（２００６）增Ａ．０３３１．０４ＤｅｓｉｇｎａｎｄｃａＩｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｓｔａｒｓｉｍｕｌａｔｏｒＬＩＵ１ｈ－ｐｉｌｌｇ，ＬＩＪｕ锄，ＺＨＡＮＧＨｏｎｇ（１．Ｎｏ．３３Ｉ瞄虹ｔｌｌｔｃ，Ｔｌｌｃ删柑Ａｃａｄｃｍｙ，ＣＡＳＩＣ，Ｂｃ西ｉｎｇ１０００７４，Ｃｈｉｍ；２．Ｎｏ．２５Ｉｎｓｔｉｔｕｔｃ，ＴｈｃＳｅｃ仰ｄＡ∞ｄ删ｌｙ，ＣＡＳｌＣ，Ｂｅｉｊｉｎｇｌ∞８５４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ锄ｄｃｈｅｃｋｉｎｇｏｆｓｔ盯口ａｃｋｅｒｓ，ａｓｉｍｕｌａｔｅｄｓｔａｒ＇ａｆａｉｌｌｔｐｏｉｎｔｓｏｕｒｃｅ抽ｆｉＩｌｉｔｅｆａｒ仔ｏｍｔｌｌｅｍｅａｓｕｒｅｄｏｂｊｅｃｔｓ，ｉｓｒｅｑｕｉｒｅｄｔｏｐｒｏＶｉｄｅ．Ａｓｅｔｏｆｓｔａｒｓｉｍｕｌａｔｏｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，锄ｄｔｈｅｌａｙｏｕｔｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄｉ１１ｔｈｅｓｔｕｄｙ．ＴｈｅｎｔｈｅｗｏｒｋｉＩｌｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｉｓｉｎ仃ｏｄｕｃｅｄ，锄ｄｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄｓｏｌｕｔｉｏｎａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｉｌｌａｌｌｙ，ｔ１１ｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ也ｏｕ曲ｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆ铆ｏｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｔｌｌｏｄｓｉｓｇｉＶｅｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔａｒｓｉｍｕｌａｔｏｒ；ｓｔ盯ｔｒａｃｋｅｒ；Ｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ０引言高灵敏度星跟踪器应具有６等星的探测能力，但６等星的照度很低，没有相应的标准测量设备，用常规的方法难以标定。
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率显示设备及平行光管模拟无穷远处平行光 ， 了高质量 星图 的模 拟。通过高精 度 Ｑ ＥＴ算法求解 姿态 ， 实现 ＵＳ 对模拟 的 星图进行 了验证 。ｉ ￣ Ｔ ｔ ｔ ３颗以上恒星的偏航角 、 俯仰角和滚动角 ， １０幅模拟 星图进行 了统计分析 ， 对 ０ 结果 显示其定
位 精度 已达 ９ ． ％ 。目前 ， ８１ 该星 图模拟器 已成功用于实际项 目， 为后续的测试星 图识 别算法提供 了 良好 的依据 ， 并缩短
Ｃ Ｄ 星 图模 拟 器 的 设 计 及 验 证 Ｃ
郭敬明１ ， ， 魏仲慧 ， 昕 ， 磊 ２ 何 张
（． 科学院 长春光学精密 １ 中国 机械与物理研究所， 长春 １０３ ； 吉林 ３０３
２ 中国科学院 研究生院 北京 １０３ ） ． ００９
摘 要 ： 了方便 星图识别算法和 星敏感器性能 的测试 ， 为 设计 了一种 Ｃ Ｄ星 图模拟器 ， Ｃ 开发 了星图模拟 软件 。采用高分辨
Ｃ ｉ ｓ Ａ ａｅБайду номын сангаасｙｏ ｃ ｎｅ， ｈ ｎ ｃｕ ３ ０ ３ Ｃ ｉ ； ｈ ｅ ｃｄｍ ｉ ｃｓＣ ａ ｇｈ ｎ １０ ３ ， ｈｎ ｎｅ ｆＳ ｅ ａ
２ Ｇａ Ｍｔ Ｕ ｉ ｒｔ ｏ ｈｎｓ Ａａｅ ｙｏ ｃｎｅ，ｅｉ ００ ９ Ｃ ｉａ ． ｒｄ ａ ｎｖ ｓｙ ｆＣ ｉ ｅ ｃｄｍ Ｓｉ ｃｓＢ ｉｎ １０ ３ ，ｈｎ ） ｅ ｅ ｉ ｅ ｆ ｅ ｊｇ
第 ３卷
第 ５期
中国光学 与应用光学
Ｃｈ ｎ ｓ ｏ ｒ ａ ｆ ｔ ｓａ ｄ Ａ ｐｉｄ Ｏｐｉｓ ｉ ｅ ｅ Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｉ ｎ ｐ ｌ ｔ Ｏｐ ｃ ｅ ｃ
Ｖｏ ． Ｎｏ ５ １３ ．
０ｃ． Ｏｌ ｔ２ Ｏ
２１ ０ ０年 １ ０月
文章 编 号
１７ － １ （００ ０ －４ ６０ ６ ４２ ５ ２ １ ） ５０ ８ －８ ９
Ａｂ ｔ ｃ ：Ｉ ｒ ｅ ｅ ｔ ｈ ｄ ｎ ｉ ｃ ｔ ｎ ａ ｇ ｒ ｈ ｏ ｔ ｒｍａ ｎ ｖ ｌ ａｅ ｔ ｅ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ 。 ａ ｓａ ｓｒ ｔ ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｔ ｓ ｅ ｉ ｅ ｔ ａｉ ｌｏ ｔ ｍｓ ｆｒ ａ ｓａ ｐ ａ ｄ ｅ ａｕ ｔ ｈ ｅｉ ｍａ ｃ ｌ ｔｒ ｏ ｔ ｉ ｆ ｏ ｉ ｏ ｓ ｎ ｏ ．ａ Ｃ Ｄ ｓａ ｐ ｓｍｕ ａｏ ｓｐ ｏ ｏ ｅ ｎ ｈ ｔ ｒ ｐ ｓ ｌ ｔ ｎ ｓ ｆ ｒ ｓｄ ｖ ｌｐ ｄ ｉ ｉ ｐ ’ ｅ ｓ ｒ Ｃ ｔｒｍａ ｉ ｌｔ ｒ ｗａ ｒ ｐ ｓ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ａ ｍａ ｉ ａ ｉ ｏｔ ｅｗａ ｅ ｅｏ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｍｕ ｏ ｗａ ｈ ｐ ｒ ｈ ｙ ｔｍ ｓ ｄ ａ ｈ ｇ ． ｓ ｌ ｔ ｎ ｄ ｓ ｌｙ ｄ ｖｃ ｎ ａ ａｌ ｌ ｉｈ ｂ ｏ ｓ ｌ ｔ ｅ ｐ ｒｌ ｌｌ ｈ ｆ ｅ ．Ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｕ ｅ ｉｈ ／ ｏｕ ｉ ｉ ａ ｅ ｉ ｅ ａ ｄ ａ ｐ ｒｌ ｇ ｔｔ ｅ ｔ ｉ ａ ｅ ｔ ａ ａｌ ｉ ｔ ＇ ｅ ｏ ｐ ｅ ｌ ｕ ｍｕ ｈ ｅ ｇ ｏ
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了开发周期 。 关 键 词 ：Ｃ 星 图模拟器 ； 态确 定 Ｃ Ｄ； 姿
文 献标 识码 ： Ａ 中 图 分 类 号 ：４ ８ ２ Ｖ ４ ．
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