基于卡尔曼滤波与Camshift的低轨空间变光目标跟踪方法

针对低轨空间变光目标星像形态变化频繁且运动速度快,跟踪目标时很难准确捕获目标位置信息这一难点,提出卡尔曼滤波与Camshift相结合的目标跟踪方法。根据目标的难捕获特性,引入卡尔曼滤波外推对目标进行位置预测,用改进的Camshift跟踪目标,即基于灰度图像单通道的白色提取的目标跟踪方法,实现低轨变光目标稳健跟踪和提高目标捕获率;当目标与恒星瞬间相互遮挡时,用改进的遮挡目标预判方法进行位置预测,同时用卡尔曼滤波的预测位置代替Camshift计算出的目标位置,作为观测位置去更新卡尔曼滤波,实现遮挡目标稳健跟踪和提高目标捕获率。实验结果表明：跟踪目标的可变波门根据目标大小自适应调整,不仅可以实现中高轨目标稳定跟踪,而且对低轨变光目标具有稳健跟踪效果。当目标与恒星瞬间相互遮挡时能稳健跟踪目标,提高跟踪数据的有用率。该方法程序运行速率快,灵敏度高,适用性强,实时性好,具有很好的使用价值和广泛应用前景。     

二维射线跟踪技术中的掩星面坐标系

在大气球对称假设下,可以从弯曲角观测资料通过Abel积分变换反演得到折射率廓线。在低层大气中,折射率水平不均匀性可能导致Abel反演在近地面的误差达到10%。避免该误差的一种有效方法是不通过Abel反演而采用非对称模式下二维射线跟踪算子直接将弯曲角同化到数值天气预报模式中。文章介绍了非对称模式下二维射线跟踪技术的背景、原理和数学模型,讨论了掩星面坐标系与地心惯性坐标系之间的转换关系。     

一种空间目标光电跟踪新方法

针对目前空间目标光电观测的自动跟踪过程中,容易受到恒星干扰等影响丢帧后失跟的问题,从概率观点分析了光电跟踪的两个环节:状态外推和实时采样.根据估计理论,建立了一种新的光电跟踪方法.方法利用卡尔曼滤波数据融合的本质提高外推的稳健性,通过均值漂移方法实现跟踪窗口的调整.仿真试验表明,新方法能够有效的降低跟踪中干扰的影响,提高跟踪的稳健性.     

一种基于RTAI实时操作系统的相关跟踪处理机

引入倾斜校正自适应光学技术到月球激光测距中,详细介绍了倾斜校正自适应光学的相关跟踪原理,给出了一种基于实时操作系统RTAI的相关跟踪波前处理机的设计结果.该波前处理机采用绝对差分算法,使用通用CPU,基于Linux硬实时扩展系统BTAI实现对波前的实时处理.实验结果证明,它的相关跟踪处理帧频为1 KHz,并且具有集成度...     

数字锁相环变带宽滤波器的设计与仿真

对于确定参数的滤波器,快速的相位捕捉能力和高的噪声抑制能力是相互矛盾的。利用数字滤波器参数容易改变的特点,主要研究二阶锁相环环路中变带宽数字滤波器的设计,从而使锁相环路在初始阶段具备快速的捕捉能力和在锁定状态具备高的噪声抑制能力。对数字锁相环系统及滤波器在原理上进行了细致分析,之后给出软件实现该滤波器的算法,并用Matlab对系统进行仿真。     

基于GPS接收机的程控目标跟踪方法的气球飞行试验

简要介绍了基于ＧＰＳ接收机的程控目标跟踪方法原理和１９９８ 年５ 月的一次气球飞行试验结果．成功的飞行试验证明该方法对于用准直器限制视场的Ｘ 射线和＄射线气球天文观测非常适用,可提高观测灵敏度和简化数据处理过程,特别是在长距离飞行时可做到多目标自动对准和跟踪的自主闭环系统     

高动态GPS信号跟踪算法的Simulink实现

基于Matlab/Simul ink软件,设计实现了高动态GPS接收机的数字中频信号处理模块的仿真模型.模型可实现中频信号的跟踪和解调.给出了模拟信号源输入条件下的处理结果,结果表明模型的设计正确可行.模块可以为各种新的高动态GPS信号的跟踪算法的研究设计提供一个可视化平台.     

检测前跟踪框架下利用蒙特卡洛算法的空间碎片跟踪策略研究（英文）

在轨卫星或者空间碎片数量的增多,是对空间目标地基自动观测的一个挑战。尽管北美防空司令部编目管理了绝大多数直径超过10 cm的空间物体,但由于轨道摄动,空间目标的位置信息(基于6个轨道根数)依然非常重要,并需要定期更新。在过去的几十年里,配备电子传感器的现代地基光电望远镜已广泛用于天体测量领域。然而,这种设备的跟踪性能主要取决于空间目标的大小和亮度。这些目标所在的天文图像会有不同的背景;而且,在基于凝视模式的短曝光实时观测过程中,运动目标和背景恒星在不同的信噪比下显示为类似的点扩散函数,难以辨认。本研究是为了实现对非高斯和动态背景的高灵敏度检测和跟踪能力的提高,并具有简单的系统机制和出色的计算效率。为突破该限制,将重点放在利用状态估计技术对微小卫星和暗弱目标进行跟踪上。提出一种基于神经网络的自适应运行高斯平均算法,用以从恒星背景及干扰下提取运动的空间目标。该方法随后被集成到了一个检测前跟踪框架中。该框架利用基于蒙特卡洛的粒子滤波跟踪空间目标。三段来自亚太地基光学空间目标观测系统(APOSOS)图像序列被用来对该跟踪策略进行评估。实验结果表明,该方法能够达到满意的跟踪性能。     

高动态6PS信号跟踪算法的Simulink实现

基于Matlab／Simulink软件,设计实现了高动态GPS接收机的数字中频信号处理模块的仿真模型。模型可实现中频信号的跟踪和解调。给出了模拟信号源输入条件下的处理结果,结果表明模型的设计正确可行。模块可以为各种新的高动态GPS信号的跟踪算法的研究设计提供一个可视化平台。     

GPS/LEO掩星观测的变分同化技术

在简单介绍GPS/LEO掩星探测大气的发展历史和科学意义之后,详细阐述了反演的基本原理;分析了标准反演中存在的问题,并说明一维变分同化(1DVAR)在反演方法中的重要性;给出了一维变分同化中价值函数的求解,以及各种同化因子;简单介绍了对当前气象学中普遍使用的四维变分同化(4DVAR);重点讨论了各种同化方法,以及使用各种同化因子的优缺点。最后,通过CHAMP卫星的观测实例分析,验证了GPS数据在数值天气预报(NWP)中的作用,以及相对于标准反演法一维变分对气象要素的改进。     

一种C波段射频滤波器的设计

介绍了一种应用于C波段接收机射频前端,并利用耦合微带线设计的射频滤波器。利用ADS软件的仿真结果验证了所设计的射频滤波器具有如下特性：中心频率为C1；80MHz通带内信号起伏较小；噪声系数约1.8dB；能有效抑制镜像信号干扰,满足设计要求。     

一种测定望远镜极轴偏差的方法

利用望远镜的恒动跟踪，对两颗恒星进行无斗星曝光０．５小时，扣除蒙气差影响，用球面三角方法计算出望远镜极轴指向的偏差在赤经和赤纬方向上的分量，据此对望远镜极轴进行调整，就可以方便地把望远镜极轴指向调整到较高精度。     

LAMOST一维光谱提取算法的分析与比较

针对LAMOST (Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope)2维光谱图像数据,对6种抽谱算法进行了分析与比较.比较的算法包括孔径法、轮廓拟合法、直接反卷积方法、基于Tikhonov正则化的反卷积抽谱算法、基于自适应Landweber迭代的反卷积抽谱算法以及基于Richardson-Lucy迭代的反卷积抽谱算法.通过实验对这些算法在信噪比和分辨率两个方面进行了比较,发现基于Tikhonov正则化的反卷积抽谱算法、基于自适应Landweber迭代的反卷积抽谱算法以及基于RichardsonLucy迭代的反卷积抽谱算法是6种算法中最为可靠的3种抽谱算法.最后,对今后的工作进行了展望.     

一种基于二维算法的新颖的多目标光纤光谱数据处理流程

郭守敬望远镜(Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope,LAMOST)、斯隆数字巡天(Sloan Digital Sky Survey,SDSS)、英澳望远镜(AngloAustralia Telescope,AAT)等大多数多目标光纤光谱望远镜现用的数据处理流程都是基于一维算法的.以LAMOST为例提出多目标光纤光谱数据处理流程方法.在LAMOST现用数据处理流程中,在预处理过程之后,通过基于一维模型的抽谱算法从二维观测目标光谱数据中得到一维抽谱结果作为中间数据.后续的处理步骤都基于一维模型的算法.然而,这种数据处理流程不符合观测光谱的形成机理.因此,在每个步骤中都引入了不可忽略的误差.为了解决这一问题,提出了一种还未被用于LAMOST及其他望远镜数据处理系统的新颖的数据处理流程.重新设计安排了各个数据处理模块的顺序,各关键步骤算法都是基于二维模型的.核心算法将详细论述.此外,列出了部分实验结果来证明二维算法的有效性和优越性.     

一种新型轻量化反射镜结构及其在空间望远镜相关跟踪摆镜上的应用研究

本文提出一种新的反射镜轻量化方案。此方案在结构特征和减重比例上接近蜂窝结构,减重效果比背面开孔的镜子和拱形镜要好得多;同时又可避免蜂窝镜的制造难度。另外,本文还就此方案在空间太阳望远镜(SST)的相关跟踪摆镜上的应用进行探讨,给出了主要结构参数和镜面变形分析结果,其结果表明,此轻量化平面镜能满足SST的使用要求。     

卫星与空间碎片碰撞预警的快速算法

提出了一种空间目标与空间碎片碰撞预警的快速计算方法，该算法不仅计算速度快，而且减缓了沿迹误差的影响，延长了预警的有效期，利用该方法，检测一个卫星与5800个空间碎片在一天内是否碰撞，计算时间小于3秒；用2天前的资料，预报计算法国CERISE卫星和空间碎片的碰撞时间误差约为0．02秒，空间位置误差约为500—600米．     

一种基于GNSS的可驯频标的设计与实现

重点介绍了GNSS可驯频标软件设计方法。在软件设计中,采用了滑动中位数方法以滤除测量数据中的奇异值;利用了Kalman滤波器对测量时差数据进行滤波以抑制测量噪声;提出了一种改进型的压控电压产生方法。采用GPS定时接收机1 PPS信号作为参考基准,对原来准确度为1×10-9恒温晶振进行驯服,驯服后频率准确度优于2×10-11。     

一种IIR滤波器的FPGA设计与仿真

在分析IIR滤波器结构的基础上,借助Mat lab完成一种基于FPGA的级联型IIR滤波器的设计与实现,同时设计并生成向量文件(.vec文件),在QuartusⅡ中完成向量文件的仿真。仿真结果表明文中设计的IIR滤波器能够高效完成滤波功能,同时通过向量文件的激励引入能够增强FPGA的仿真能力。     

通用二维统计表格的一种设计方法

本文简述了统计表格的通用性,提出了二维统计表格的一种设计方法。     

一种基于小波熵的时间尺度算法

结合小波分析和熵的基本理论,在分析国际原子时TAI的基础上,提出了基于小波熵的时间尺度算法．通过对原子钟信号进行多尺度分解,根据能量划分,综合所有尺度的小波系数得到小波熵,然后利用小波熵对原子钟进行加权．最后,通过某实验室的实测数据对算法进行了检验,结果表明:这种方法能够综合各原子钟信号在不同尺度上的频率波动特征,明显提高了时间尺度的稳定度．