動目標(biāo)光學(xué)測量系統(tǒng)成像定位建模與仿真方法研究.pdf

1、在空間目標(biāo)天基監(jiān)視等相關(guān)課題的研究過程中,為了解決目標(biāo)識別、確認(rèn)與跟蹤算法的仿真與驗(yàn)證、可見光相機(jī)的可行性分析、可見光相機(jī)相關(guān)參數(shù)的選取等關(guān)鍵技術(shù)問題,需要獲取可見光相機(jī)對空間目標(biāo)的成像信息。在真實(shí)成像信息難以獲取的前提下,采用數(shù)字圖像生成的方法獲取仿真圖像,是現(xiàn)階段采用的主要方法。
　　首先,根據(jù)數(shù)字圖像生成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求,對數(shù)字圖像生成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)做了總體性的設(shè)計(jì)。分析了數(shù)字圖像生成的過程,確定了數(shù)字圖像生成所需建立的數(shù)學(xué)模型;

2、根據(jù)這些模型對系統(tǒng)的要求,結(jié)合圖像生成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想,確定了數(shù)字圖像生成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和各個功能模塊,闡述了各功能模塊所包含的內(nèi)容及實(shí)現(xiàn)的功能。
　　其次是模型建立的部分。詳細(xì)分析了空間坐標(biāo)系統(tǒng)的構(gòu)成及內(nèi)部聯(lián)系,建立了坐標(biāo)變換模型;在此基礎(chǔ)上,分析并建立了空間目標(biāo)軌道動力學(xué)模型即地球衛(wèi)星軌道計(jì)算模型。本文在對光學(xué)載荷成像鏈路組成環(huán)節(jié)與變換關(guān)系分析的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了光學(xué)載荷成像變換過程的一個通用的成像定位變換模型。中心投影構(gòu)象關(guān)系式表達(dá)了

3、物點(diǎn)與像點(diǎn)之間簡單的投影映射關(guān)系。由于中心投影成像定位關(guān)系中,成像系統(tǒng)內(nèi)、外方位元素耦合在非線性模型中,模型的形式非常復(fù)雜,很難得出解析解。本文采用Maple Toolbox for MATLAB數(shù)學(xué)工具實(shí)現(xiàn)上述功能。并與基于靈敏度的數(shù)值解方法進(jìn)行對比,做出模型解析解的的可行性分析。最終實(shí)現(xiàn)光學(xué)定位測量的精度分析。
　　第三,選取并詳細(xì)研究了SAO星表的結(jié)構(gòu)內(nèi)容并依據(jù)星表建立了恒星背景模型;根據(jù)幾何成像關(guān)系建立了觀測相機(jī)模型,詳細(xì)