微小型化星敏感器的关键技术研究及应用
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 1 绪论 | 第7-13页 |
| 1.1 星敏感器简介 | 第7-9页 |
| 1.2 星敏感器技术的发展 | 第9-11页 |
| 1.3 CMOS APS星敏感器 | 第11-12页 |
| 1.4 论文主要内容 | 第12-13页 |
| 2 星敏感器原理 | 第13-19页 |
| 2.1 星敏感器基本组成及工作原理 | 第13-14页 |
| 2.2 星光导航基础 | 第14-18页 |
| 2.2.1 天球坐标系 | 第14页 |
| 2.2.2 星敏感器中的坐标系 | 第14页 |
| 2.2.3 坐标系之间的转换关系 | 第14-15页 |
| 2.2.4 常用星表 | 第15-17页 |
| 2.2.5 星等与光谱 | 第17-18页 |
| 2.3 本章小结 | 第18-19页 |
| 3 APS星敏感器光学系统方案 | 第19-29页 |
| 3.1 图像传感器参数 | 第19页 |
| 3.2 光学系统参数确定 | 第19-28页 |
| 3.2.1 光学系统的主要参数 | 第19-23页 |
| 3.2.2 中心波长和光谱响应曲线 | 第23页 |
| 3.2.3 视场角的确定 | 第23-24页 |
| 3.2.4 焦距的确定 | 第24页 |
| 3.2.5 弥散斑尺寸的确定 | 第24页 |
| 3.2.6 相对孔径的确定 | 第24-25页 |
| 3.2.7 光学系统设计 | 第25-28页 |
| 3.3 本章小结 | 第28-29页 |
| 4 APS星敏感器硬件方案 | 第29-40页 |
| 4.1 硬件系统总体设计 | 第29-31页 |
| 4.2 CMOS APS传感器 | 第31-35页 |
| 4.2.1 CMOS APS传感器分析 | 第31-33页 |
| 4.2.2 APS器件噪声分析 | 第33-35页 |
| 4.3 FPGA时序驱动模块 | 第35-37页 |
| 4.4 信号处理方案 | 第37-38页 |
| 4.5 硬件原理图 | 第38-39页 |
| 4.6 本章小结 | 第39-40页 |
| 5 APS星敏感器软件方案 | 第40-54页 |
| 5.1 建立导航星库 | 第40-42页 |
| 5.2 星图预处理 | 第42-48页 |
| 5.2.1 阈值法背景分离 | 第42-43页 |
| 5.2.2 平均值去噪 | 第43-47页 |
| 5.2.3 改进型质心法 | 第47-48页 |
| 5.3 星图匹配 | 第48-50页 |
| 5.4 姿态解算 | 第50-53页 |
| 5.4.1 四元数表示姿态的算法 | 第50-51页 |
| 5.4.2 Quest方法 | 第51-52页 |
| 5.4.3 欧拉角表示姿态的算法 | 第52-53页 |
| 5.5 本章小结 | 第53-54页 |
| 6 实验及仿真 | 第54-68页 |
| 6.1 上位机设计 | 第54-60页 |
| 6.1.1 嵌入式软件工作流程 | 第54-55页 |
| 6.1.2 上位机设计原理概述 | 第55页 |
| 6.1.3 上位机设计界面 | 第55-56页 |
| 6.1.4 上位机功能介绍 | 第56-57页 |
| 6.1.5 算法验证 | 第57-60页 |
| 6.2 整机拍摄测试实验 | 第60-67页 |
| 6.3 后续实验仿真 | 第67页 |
| 6.4 本章小结 | 第67-68页 |
| 7 总结及展望 | 第68-69页 |
| 总结 | 第68页 |
| 总结成果及不足 | 第68-69页 |
| 参考文献 | 第69-71页 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第71-72页 |
| 致谢 | 第72-74页 |
