天文定位中几何精度衰减因子最小值分析

天文定位是一种重要的导航定位方法，被广泛应用于大地天文测量、天文航海等领域。该方法中观测恒星的选择会影响最终的定位精度，目前缺少针对同时测定经纬度天文定位算法中最优选星问题的研究。随着观测仪器自动化水平的提高，观测数据的获取变得更加高效，这就要求研究最优的选星方案以达到最高的定位精度。本文借鉴卫星导航中几何精度衰减因子GDOP的概念，研究了天顶距法中恒星的数量以及分布对定位精度的影响，最后通过仿真试验和实测数据验证得到结论：在天顶距观测误差的统计特性一定时，GDOP能够用来描述恒星的分布对定位结果影响的优劣，且观测的恒星方位角均匀分布时定位误差最小。考虑到不同高度的恒星天顶距大气折射改正残差不同，在实际测量中应尽量采用等天顶距且方位角均匀分布的恒星。     

高分辨率电子倾角传感器HRTM的倾角漂移和固有频率研究

电子倾角传感器普遍存在倾角漂移和输出数据跳变的现象,检测倾角传感器的倾角漂移规律和数据跳变的固有频率可以有效改善倾角传感器的数据质量。基于高分辨率电子倾角传感器HRTM（very high resolution tiltmeter）的工作原理,分析影响倾角传感器倾角漂移的因素,设计检验倾角传感器输出数据固有频率的实验平台,提出基于傅里叶变换的固有频率检测方法。基于地下室恒温环境下采集的10 h数据进行实验,结果表明,该传感器的倾角输出数据存在明显的倾角漂移和输出数据跳变现象,倾角漂移与仪器内部温度高度线性相关,x轴、y轴跳变的固有频率分别为2.773 Hz和2.813 Hz。     

惯性制导初始方位角标定基准测量精度分析

惯性制导设备初始方位角标定通常采用一等天文方位角作为基准。在实际作业中,标定位置常因场地受限而无法直接进行天文观测,需要通过边角测量将实测天文方位角精确传递至标定位置。因此,标定基准方位角的精度受天文方位角测量精度和方位角传递精度的共同影响。对近年实测的多组一等天文方位角成果进行统计分析,通过中误差和正反方位角不符值两个精度指标,估计一等天文方位角测量精度在±0.5″左右。角度传递测量后,按照导线网平差中最弱边方位角精度估计公式,在传递4次的情况下,方位角闭合传递得到的基准方位角精度在±1.2″左右;经纬仪互瞄传递得到的基准方位角精度在±0.8″左右。     

鱼眼星图中的水天线自动提取算法

鱼眼星图中水天线的检测是实现小型化舰载天文导航系统和海面目标侦测系统的关键技术,然而夜间拍摄的鱼眼星图背景复杂,整体灰度值较低,使用传统的边缘检测算法无法准确提取水天线.本文提出一种鱼眼星图水天线自动提取算法,分为预处理和水天线自动提取两部分.预处理策略中,针对背景复杂问题,设计了四边框分块法,简化图像中水天线所在区域的背景;针对噪声问题,引入了修正的阿尔法均值滤波器对分块之后的图像进行平滑处理.水天线自动提取中,针对水天线为单向弧段的特点,设计了特定的线状模板进行卷积以获得连续的水天线;针对水天线上舰船灯光等小目标的干扰,采用设定阈值的方式剔除异常特征点以获得准确的水天线.在此基础上,拟合估计出实测鱼眼星图中的水天线检测精度.基于多种复杂实验条件下的拟合结果表明,水天线的检测中误差平均值为0.77像素,能够满足舰船天文导航和海面目标侦测对水天线提取的精度需求.     

一种能适应月相变化的月球图像中心提取算法

月球是夜间最亮的天体,测月导航可在云雾天气下有效弥补传统天文导航在夜间只能观测恒星的不足,扩大天文导航的可用范围。为实现测月导航,提出了一种能适应不同月相变化的月球敏感器图像月球中心提取算法。利用Sobel-Zernike矩算子对图像进行边缘检测,利用基于圆形性检测的搜索算法筛选月球边缘点并以此提取月球中心。经半物理仿真实验解算,该算法能够针对不同月相图像有效提取月球中心,中心提取的内符合平均精度为0.16像素,外符合平均精度为2.86″。由于在月球上观测地球也有"地相"变化,该算法同样适用于月球车地球敏感器图像中心提取。