基于星敏感器的空间非合作目标位置姿态测量技术研究

项目名称： 基于星敏感器的空间非合作目标位置姿态测量技术研究

项目编号： No.61302177

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 刘达

作者单位： 北京控制工程研究所

项目金额： 26万元

中文摘要： 星敏感器利用星光成像，为空间飞行器提供姿态信息。随着空间技术的发展，各国对卫星等空间飞行器依赖增强。与此同时，一些国家开始开展空间逼近技术研究，比如美国的XSS-10微卫星、X37空天飞机、轨道快车等，均具有对他国卫星逼近绕飞能力。由于目前我国在轨飞行器未安装非合作目标探测器，当非合作目标接近我国空间飞行器时，难以发现非合作目标、测量非合作目标位置姿态信息。但我国飞行器都安装有多个星敏感器，在星敏感器提供姿态的同时，可以利用星敏感器探测非合作目标，计算非合作目标距离和姿态。主要研究内容包括：非合作目标的捕获、跟踪；基于星敏感器的自标定技术；空间非合作目标三维重建及位姿计算。该研究将使星敏感器一机多用，为在轨飞行器提供姿态的同时提供非合作目标识别、告警能力。同时，该技术还可用于深空探测中的非合作目标测量接近，比如CE-2接近小行星成像等方面，可以更近距离的接近和观察目标。

中文关键词： 滤波；非合作目标；序列图像；三维重构；姿态计算

英文摘要： Star sensor provides gesture for space aircraft by using the starlight image. With the development of space technique, every country enhance its dependence on space aircraft such as the satellite. And meanwhile, some countries begin the research of space approach technique, such as American XSS-10 micro-satellite, X37 space airplane, orbit flier etc, all can approach other countries' satellite. As in-orbit space aircrafts in our country have no space non-cooperative target detector, when the non-cooperative target approach our space aircraft, it is difficult to find the un-cooperate object and measure the position and attitude. But the in-orbit space aircraft in our country are equipped with several star sensors, when the star sensor provides attitude, it can also be utilized measure non-cooperative target, calculate the position and attitude. The main studies include: the capture and track of the non-cooperative object, self-calibration based on the star sensor, space non-cooperative object three-dimensional reconstruction and position-attitude calculation. The technology will enable the star sensor have more utilities,such as non-cooperative target detection and alarm. Meanwhile, the study can be utilized in non-cooperative target's measure and approach in deep space exploration, such as the CE-2's approach to

英文关键词： filtering；Non cooperative target；Sequence image；3D reconstruction；attitude calculation