大视场星敏感器星光制导技术及应用 9787118106916 国防工业出版社

大视场星敏感器星光制导技术及应用 9787118106916 国防工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

王宏力,陆敬辉,崔祥祥 著
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店铺: 北京文博宏图图书专营店
出版社: 国防工业出版社
ISBN:9787118106916
商品编码:29576573082
包装:平装
出版时间:2015-11-01

具体描述

基本信息

书名:大视场星敏感器星光制导技术及应用

定价:89.00元

作者:王宏力,陆敬辉,崔祥祥

出版社:国防工业出版社

出版日期:2015-11-01

ISBN:9787118106916

字数:

页码:

版次:1

装帧:平装

开本:16开

商品重量:0.4kg

编辑推荐


内容提要


王宏力、陆敬辉、崔祥祥编*的《大视场星敏感器星光制导技术及应用》内容新颖,突出实际和应用,适用于从事星光制导、星敏感器及其相关科研的工程技术人员和研究生参考、阅读,也可以作为高等院校有关专业的教材使用。

目录


作者介绍


文摘


序言



星敏感器技术:精准导航与空间测量的基石 在浩瀚的宇宙探索与精确的空间活动中,星敏感器扮演着至关重要的角色,如同航海家手中的罗盘,为航天器提供了至关重要的定位与定向信息。星敏感器,顾名思义,是一种能够识别和跟踪天空中恒星的传感器,通过分析星光的相对位置和强度,航天器能够确定自身在太空中的精确姿态,从而实现自主导航、精准入轨、姿态控制以及科学观测等一系列复杂任务。 星敏感器的工作原理:光影交织的智慧之眼 星敏感器的工作原理可以概括为“看得见星星,识得清方向”。其核心在于其先进的光学成像系统和高效的图像处理算法。当航天器在太空中飞行时,星敏感器如同一个“智慧的眼睛”,捕捉来自遥远星辰的光芒。这些星光经过镜头聚焦,投射在内部的图像传感器上,形成一幅幅星图。 然而,原始的星图仅仅是一堆光点,无法直接提供导航信息。这就需要强大的图像处理能力。星敏感器的“大脑”——图像处理单元,会对捕捉到的星图进行一系列精密的分析: 1. 星点识别与去噪: 首先,系统需要从复杂的背景噪声中准确地识别出真正的星点。这包括区分恒星、行星、卫星以及其他可能的光源,并过滤掉由传感器自身产生的噪声。先进的滤波算法和阈值判断是实现这一目标的关键。 2. 星图匹配: 识别出的星点在传感器上的相对位置,与预先存储在数据库中的标准星表进行匹配。这个标准星表包含了大量已知恒星的位置、亮度和光谱信息。通过比对,星敏感器能够确定当前观测到的星图在整个天球上的唯一对应关系,就像是在浩瀚的星海中找到了自己的“身份证明”。 3. 姿态解算: 一旦星图匹配成功,星敏感器就能计算出航天器相对于星表(或者说是相对于一个固定的惯性参考系)的精确三维姿态。这个姿态信息通常以欧拉角、四元数或其他姿态表示法来描述,精确到角秒甚至更小的量级。这一过程依赖于复杂的数学模型和算法,将观测到的星图信息转化为航天器的姿态参数。 4. 导航与控制: 获得的姿态信息是航天器导航与控制系统的核心输入。根据任务需求,这些姿态数据会被用于调整航天器的轨道、控制其指向,或者为科学载荷提供稳定的观测平台。 星敏感器的关键技术:精益求精的工程实践 要实现如此精准的导航,星敏感器本身就需要集成多项尖端技术,并且在设计、制造和测试过程中都要求极高的精度和可靠性。 高分辨率光学系统: 为了在有限的视场内捕捉到尽可能多的恒星,并确保星点的高清晰度,星敏感器需要配备高分辨率、低畸变的光学镜头。这通常需要精密的镜片设计和高质量的加工工艺。 高性能图像传感器: 图像传感器的性能直接决定了星敏感器捕捉星光的能力。CMOS或CCD传感器被广泛应用,它们需要具备高灵敏度、低噪声、宽动态范围等特性,以适应不同亮度的星光和复杂的太空环境。 强大的数字信号处理(DSP)能力: 快速、准确的星图处理是星敏感器实时导航的基础。这要求强大的DSP芯片和高效的图像处理算法,能够在极短的时间内完成星点识别、匹配和姿态解算。 精密机械结构与热控: 太空环境恶劣,温度变化剧烈。星敏感器的光学系统和电子元器件需要稳定可靠的机械结构和有效的热控系统来保证其在宽广的温度范围内正常工作,避免因温度变化导致的性能下降或故障。 可靠的抗辐射设计: 航天器长期暴露在宇宙射线和高能粒子环境中,对电子元器件的辐射效应要求极高。星敏感器的关键电子元器件需要具备良好的抗辐射能力,或采取相应的防护措施。 星表与算法的更新与优化: 随着天文学研究的深入,星表会不断更新和完善。星敏感器需要具备更新星表和优化姿态解算算法的能力,以适应星空的变化和提高导航精度。 星敏感器的应用领域:从地球轨道到深空探索 星敏感器并非只存在于科幻小说中,它早已成为现实中各种空间任务不可或缺的“眼睛”。 卫星姿态确定与控制: 这是星敏感器最基本也是最重要的应用。无论是通信卫星、遥感卫星、气象卫星,还是科学探测卫星,都需要星敏感器来精确确定和维持其在轨道上的姿态,以保证天线指向地球、相机对准目标,或者科学仪器处于最佳观测状态。 深空探测器导航: 在远离地球的深空探测任务中,地面测控信号的延迟和不确定性使得自主导航变得尤为重要。星敏感器能够帮助深空探测器独立判断自身位置和姿态,进行精准的轨道修正和任务执行,例如行星际飞行器、彗星探测器以及火星漫游车等。 空间站与载人航天: 在国际空间站以及载人飞船上,星敏感器与惯性测量单元、陀螺仪等设备协同工作,为宇航员提供精确的姿态信息,保障航天器的稳定运行和对接任务的成功。 天文观测平台: 许多空间天文望远镜,如哈勃空间望远镜,需要极其稳定的指向和姿态控制来实现高精度的天文观测。星敏感器是实现这一目标的关键设备之一。 军事与侦察卫星: 在军事领域,高精度的侦察和监视卫星同样依赖星敏感器来保证其对目标的精确成像和持续跟踪。 空间态势感知: 随着空间活动的日益频繁,对空间态势的感知能力也越来越重要。星敏感器可以帮助识别和跟踪空间碎片,监测其他航天器的活动,为空间交通管理提供支持。 星敏感器技术的发展趋势:更智能、更高效、更可靠 随着科技的不断进步,星敏感器技术也在持续演进,朝着更加智能化、高效化和可靠化的方向发展。 微型化与集成化: 随着 MEMS(微机电系统)技术的成熟,星敏感器正朝着小型化、轻量化和集成化发展,这对于卫星的小型化和星座部署具有重要意义。 智能化算法的升级: 引入人工智能和机器学习算法,可以提高星敏感器的星点识别准确率,增强其对复杂星空环境的适应能力,并实现更高级别的自主诊断和故障预测。 多传感器融合: 将星敏感器与其他导航传感器(如惯性测量单元、GPS接收机、磁力计等)进行信息融合,可以显著提高导航的精度、鲁棒性和可用性,尤其是在GPS信号失效或环境干扰严重的情况下。 宽视场与高精度并存: 开发兼具宽阔视场和高定位精度的新型星敏感器,可以在一次观测中识别更多的恒星,从而实现更快速的姿态确定,并提高对快速运动目标的捕捉能力。 抗干扰与抗欺骗能力的增强: 针对日益复杂的空间电磁环境和潜在的军事威胁,星敏感器的抗干扰和抗欺骗能力将成为重要的发展方向。 总而言之,星敏感器技术是航天科技领域的一项核心关键技术,它支撑着人类探索宇宙的梦想,保障着空间活动的安全与效率。从最初简单的星点识别,到如今能够实现亚角秒级精度姿态解算的复杂系统,星敏感器技术的发展历程,是人类智慧与工程实践不断突破的生动写照。随着未来太空活动的进一步拓展,星敏感器必将继续在其中扮演越来越重要的角色,为人类迈向更广阔的宇宙提供坚实的导航支撑。

用户评价

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我拿到这本书的时候,就被它沉甸甸的质感和专业的外观所吸引。虽然我对“大视场星敏感器”这个术语并不完全熟悉,但“星光制导技术”几个字,立刻勾起了我的兴趣。我一直对航天器如何在太空中精确导航感到好奇。书的标题暗示了它将深入探讨利用星光来进行航天器姿态和位置的精确测量和控制。我尤其想知道,与传统的导航方式相比,星敏感器是如何利用恒星的光芒来工作的。它是否就像一个高度精密的相机,拍摄下星空的照片,然后通过复杂的算法来计算出航天器的朝向?而“大视场”这个概念,则让我联想到它可能比传统的星敏感器拥有更宽的视野,这意味着它能够一次性捕捉到更多的星体信息,这对于提高导航的鲁棒性和效率是否至关重要?我期待书中能够详细介绍星敏感器的光学设计原理、成像原理,以及如何通过星图匹配算法来确定航天器的精确姿态。同时,我也对书中“应用”部分非常感兴趣,究竟有哪些具体的航天任务,是依靠这项技术来完成的?是深空探测器在遥远星系的自主导航,还是卫星在轨道上的精密指向?这本书的价值,我认为在于它能够为我打开一扇了解现代航天器“眼睛”的窗户,让我能够更深入地理解航天科技的奥秘。

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我注意到这本书的标题“大视场星敏感器星光制导技术及应用”,这立刻勾起了我对航天技术的好奇心。我一直对航天器如何在太空中精确导航和控制感到着迷,而“星敏感器”这个词听起来就像是航天器的“眼睛”,它通过观察星光来“看见”宇宙。我非常想知道,所谓的“星光制导”究竟是如何实现的?它是否依赖于某些特殊的恒星,或者是否需要某种复杂的星图识别算法?而“大视场”这个限定词,又意味着什么?我猜测,它可能意味着星敏感器拥有更宽广的视野,能够一次性捕捉到更多的星体信息,从而提高导航的效率和准确性。我期待书中能够详细解释大视场光学系统的设计原理,以及它如何处理和分析海量的星光数据。同时,我也对书中“应用”的部分非常感兴趣。究竟有哪些具体的航天任务,是高度依赖于这项技术来完成的?是那些执行着精密科学探测任务的深空探测器,还是那些需要精准指向地球的遥 अवलोकन satellites?这本书的价值,我想在于它能够为我揭示航天器在太空中“导航”的奥秘,让我能够更深刻地理解这项关键技术在现代航天事业中的重要作用,并感受到人类在探索宇宙征途上所展现出的智慧与决心。

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这本书的出现,让我对“大视场”这个词汇有了全新的认识。在我的认知里,星敏感器似乎总是以一种“精确但视野狭窄”的形象出现。而“大视场”则暗示了一种更广阔的视野,一种更强的“全局观”。我很好奇,这种大视场技术究竟是如何实现的?它在光学设计上与传统星敏感器有何不同?是否存在着更大的透镜,或者更复杂的阵列式传感器?而更重要的是,这种大视场技术在实际应用中带来了哪些革命性的变化?我设想,如果星敏感器的视野足够宽广,那么它是否能够更快速地识别和锁定目标星,尤其是在起始捕获阶段,能够显著缩短“搜星”的时间?这对于需要快速建立姿态参考的航天器,比如正在进行变轨的卫星,或者刚入轨的立方星,无疑是至关重要的。我希望书中能够详细阐述大视场星敏感器的技术优势,并通过具体的性能对比数据,来量化其在识别速度、捕获率、抗干扰能力等方面的提升。同时,我也想了解,大视场技术是否也带来了一些新的挑战?例如,更广阔的视野是否意味着更多的杂散光干扰,或者需要更强大的星图匹配算法来处理更复杂的星场信息?这本书的价值,我认为在于它不仅仅是技术原理的罗列,更在于它能够深入剖析一项技术如何解决实际问题,如何推动整个领域的发展。

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这本书的出版,对于我这样的航天爱好者来说,无疑是一个福音。长期以来,我对航天器的导航和控制技术一直保持着浓厚的兴趣,而“星敏感器”这个词汇,更是常常出现在各种航天新闻和科普文章中,但我对其内部的运作机制却知之甚少。这本书的标题,直截了当地点明了主题——“大视场星敏感器星光制导技术及应用”。我迫不及待地想通过这本书,深入了解“大视场”究竟意味着什么,它相对于传统星敏感器有何优势?它在技术实现上又面临着哪些独特的挑战?更令我期待的是,书中对于“星光制导”的阐述,我希望能理解星敏感器是如何从浩瀚的星空中提取信息,并将其转化为精确的姿态和位置数据,最终实现对航天器的精准“制导”。从基础的原理到复杂的算法,从光学设计到工程实现,这本书似乎涵盖了星敏感器技术的方方面面。我尤其希望书中能够包含一些具体的案例分析,例如,在某些著名的航天任务中,大视场星敏感器是如何发挥作用,帮助航天器克服重重困难,顺利完成任务的。这本书的价值,在于它能够为我提供一个系统、全面、深入地学习星敏感器技术的平台,让我能够更清晰地认识这项技术在现代航天事业中的重要地位。

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这本书以其深邃的标题“大视场星敏感器星光制导技术及应用”,成功吸引了我对航天导航领域的关注。作为一名对宇宙充满好奇的普通读者,我一直对那些在茫茫太空中指引航天器方向的“眼睛”充满敬畏。我非常好奇,所谓的“星光制导”究竟是如何实现的?它是否就像我们在夜晚依靠北极星辨别方向一样,只不过是将地面上的星星替换成了宇宙中的遥远恒星?而“大视场”这个词,又给我带来了更多的联想。我猜想,它意味着一种更广阔的视野,能够一次性捕捉到更多的星体信息,从而提高导航的效率和精度。我希望书中能够用通俗易懂的语言,向我这样的非专业读者解释清楚,星敏感器是如何“看见”星星的,又是如何通过分析这些星星的位置和亮度,来确定航天器的姿态和方位。我尤其想了解,在浩瀚无垠的宇宙中,星敏感器是如何在繁星点点中,准确地识别出那些具有指示意义的“导航星”,并以此为基准,构建起航天器的“空间坐标系”。这本书的出现,对我来说,更像是一堂生动而深刻的航天科普课,它能够填补我在这一知识领域的空白,让我能够更好地理解和欣赏现代航天科技的伟大成就。

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这本书的封面设计,简约而不失专业感,深邃的蓝色背景衬托着星空的图案,隐约可见的星敏感器轮廓,无声地诉说着书的主题。拿到手里,沉甸甸的质感,厚实的纸张,散发着知识的芬芳,让人对即将展开的阅读之旅充满了期待。虽然我不是航天领域的专业人士,但我一直对那些能够“看见”宇宙、指引飞船在浩瀚星海中航行的神奇设备充满好奇。这本书的名字,如同一把钥匙,打开了我探索大视场星敏感器技术奥秘的大门。我想了解,是什么样的原理让这些小小的“眼睛”能够捕捉到遥远星辰的光芒,又是如何将其转化为精确的导航信号,引导着人类探索的脚步不断向前。这本书的出版,对于那些和我一样,渴望了解太空探索幕后技术细节的读者来说,无疑是一份宝贵的礼物。它承载的不仅仅是技术知识,更是人类对未知宇宙永不熄灭的探索精神和智慧的结晶。国防工业出版社的出品,也为这本书的专业性和权威性提供了坚实的保障,让人相信其中蕴含的内容是严谨且值得信赖的。这本书,在我心中,已经不再仅仅是一本书,更像是一扇通往星辰大海的窗户,等待我去细细描绘其中的壮丽图景。我迫不及待地想翻开它,去感受那些闪烁在书页间的智慧火花,去领略大视场星敏感器在现代航天事业中所扮演的不可或缺的关键角色,去想象它如何在每一次点火、每一次轨道调整中,默默地发挥着“指路明灯”的作用,确保任务的顺利进行。这本书的价值,我想绝不仅仅局限于技术层面,它更是一种科学普及的典范,能够激发公众对航天科技的兴趣,培养下一代的科研人才,这其中的意义深远而重大。

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当我第一次接触到这本书的目录时,就被其内容的深度和广度所吸引。从基础的光学原理、成像机制,到复杂的星图匹配算法、误差分析,再到具体的工程实现、应用案例,这本书几乎涵盖了星敏感器技术的全貌。我尤其关注其中关于“大视场”的章节,这让我联想到,相比于传统的窄视场星敏感器,大视场技术在提高捕获率、缩短星图识别时间方面具有显著优势,这对于应对复杂星空环境,尤其是在低轨卫星任务中,具有重要的实际意义。书中提到的各种先进的星敏感器设计方案和性能指标,让我对现代航天器的导航能力有了更深的理解。我很好奇,在不同的星敏感器类型中,比如CCD、CMOS,以及不同的工作模式下,它们各自的优缺点是什么?书中是否会深入剖析这些技术细节,并给出一些实际的选型考量?此外,关于星敏感器的标定和在轨性能保持的章节,也令我印象深刻。毕竟,即使是最先进的设备,也需要精密的调试和长期的维护才能保证其稳定可靠的工作。这本书的出现,为我提供了一个系统学习和深入理解这项关键导航技术的绝佳平台。我期待书中能够用清晰易懂的语言,配合详实的图表和公式,将复杂的科学原理娓娓道来,让我能够循序渐进地掌握其中的知识。这本书的价值,不言而喻,它能够为航天工程师、科研人员提供宝贵的参考,也能为对航天技术感兴趣的学生和爱好者提供一个坚实的学习基础。

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这本书以其专业而引人入胜的标题,成功地吸引了我对航天导航领域的好奇心。我一直对航天器如何在茫茫宇宙中精确运行感到惊叹,而“星敏感器”和“星光制导”这两个词汇,无疑触及了这一领域的关键技术。我非常想了解,星敏感器是如何利用恒星的光芒来确定航天器的姿态的?是否就像人类在夜空中通过星座来辨别方向一样?而“大视场”这个概念,又意味着什么?它是否意味着星敏感器能够看到更广阔的星空,从而更快速、更准确地定位?我希望书中能够详细阐述大视场星敏感器的光学原理、成像机制以及其在星图匹配和姿态解算等方面的关键技术。我特别期待书中能够提供一些关于实际应用的案例,例如,在载人航天任务中,星敏感器是如何保障宇航员的安全和任务的顺利进行的?或者在深空探测任务中,星敏感器是如何帮助探测器在遥远而陌生的星域中自主导航的?这本书的价值,在我看来,不仅在于其技术内容的深度,更在于它能够将如此复杂和专业的技术,以一种令人理解和欣赏的方式呈现出来,让更多人能够领略航天科技的魅力。

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我被这本书的名字深深吸引,它仿佛描绘了一幅宏伟的星空图景,并指向了其中隐藏的精密技术。作为一名对科技进步充满好奇的读者,我一直对那些能够让机器“看见”并“思考”的技术感到着迷。“星敏感器”听起来就像是航天器的“眼睛”,而“星光制导”则揭示了它如何利用遥远的星光来定位和导航。我特别关注“大视场”这个关键词,它是否意味着星敏感器拥有更广阔的视野,能够一次性捕捉到更多的恒星信息,从而提高导航的效率和鲁棒性?我希望书中能够详细解释大视场光学系统的设计理念,以及它如何克服视野增大带来的像差和畸变等问题。同时,我对书中关于“制导技术”的部分非常感兴趣,这不仅仅是定位,更是如何根据精确的姿态信息,输出指令来控制航天器的飞行轨迹。我希望书中能够深入探讨相关的控制算法,例如如何处理星敏感器数据的噪声,如何实现高精度的姿态稳定,以及如何将其与轨道动力学相结合,来实现复杂的轨道机动。这本书的出版,对于我而言,不仅仅是阅读一本技术书籍,更像是一次深入探索现代航天核心技术的旅程,它将帮助我理解那些看不见的、默默支撑着人类探索宇宙的精密科技。

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翻阅这本书,仿佛置身于一个充满智慧的殿堂,每一页都闪烁着科学的光芒。我对书中对于星敏感器“制导”这一核心功能的阐述非常感兴趣。导航和制导是航天器完成任务的两个关键环节,星敏感器作为导航的“眼睛”,其输出的姿态信息是如何被转化为精确的制导指令,这其中的转化过程是怎样实现的?书中是否会深入探讨制导律的设计,以及如何将星敏感器的数据融入到制导系统中,以实现高精度的轨道控制和姿态调整?我希望书中能有具体的案例分析,例如,在卫星的变轨过程中,星敏感器是如何协同工作,实时更新航天器的姿态信息,从而确保发动机的点火角度和持续时间都能够达到最优,以最小的燃料消耗完成预期的轨道改变。此外,书中所提到的“应用”部分,让我对接下来的阅读充满了期待。究竟有哪些具体的航天任务,是依赖于大视场星敏感器技术来实现其核心功能的?是深空探测器在遥远星系的定位,还是地球观测卫星在复杂轨道上的精确指向?书中会不会介绍一些里程碑式的航天项目,并剖析星敏感器在其中扮演的关键角色?这本书的实用价值,我想不限于理论研究,更在于它能够为实际的航天工程提供直接的技术指导和解决方案,帮助工程师们克服在设计和应用过程中可能遇到的各种挑战。

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