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《电子科技大学》 2005年
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空间光通信中高精度对准信息获取方法研究

刘丹平  
【摘要】:空间光通信是极具潜力的通信方式。但是可靠的通信要求较高的瞄准精度。由于空间环境的复杂,捕获、跟踪和对准(ATP)技术已成为实现空间光通信的关键和难题。因此研究高精度的ATP技术非常必要。 在第一章介绍了空间光通信及其ATP基本概念,定义了对准信息(PI)概念,讨论了目前国外空间光通信系统中PI获取的三种典型方法,国内外空间光通信和PI获取方法研究动态。介绍了课题来源、研究目标和研究思路。 在第二章分析了PI精度要求及其限制。利用瞄准误差模型,分析得出典型情况下星间光通信PI精度要求达到亚微弧度量级。利用位置传感的光电信号模型,分析了光学传感器位置测量精度的基本限制。通过比较传统定位方法抗噪声能力,我们发现,相关定位法、质心法和形心法可在较小的信噪比下得到较好的结果,但是它们仍不能满足空间光通信系统的要求。 在第三章讨论了高定位精度的去噪方法。通过小波理论分析了激光远场光斑图像的广义高斯噪声特性,从而提出了三种高质心精度的去噪方法:SUSAN滤波,基于Bayesian估计的小波滤波和基于交叉验证的小波滤波。 在第四章研究了基于SUSAN滤波的二维Otsu形心定位。按光斑图像的非高斯光强度分布模型和广义高斯噪声模型计算表明,Otsu分割的形心定位精度最高。通过从提高抗噪声能力、运算速度和定位精度三个方面对Otsu的改进,提出了一种基于SUSAN滤波的二维Otsu形心法算法。利用该算法可得到0.04μrad的定位精度。 第五章研究了双光斑定位方法(TSO)。分析了卫星平台的振动,提出了TSO方法:首先对双光斑图像利用SUSAN进行滤波预处理;然后对经过预处理后的光斑图像沿坐标轴的两个方向进行均值投影,得到两幅双峰波形图;最后对投影图像利用正态函数拟合法得到峰值位置坐标。 第六章研究了地球图像信标定位。针对地球图像特定目标,通过考察现有的快速相关算法,提出了基于SUSAN的SSDA算法和改进的频谱法,它们分别在光斑大小高于6 pixel×6 pixel和3 pixel×3 pixel的条件下,具有较好的定
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN929.13

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 谭庆贵;卫星光CDMA通信系统及关键技术研究[D];电子科技大学;2006年
2 郑燕红;卫星激光通信终端系统捕获瞄准跟踪技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张男;光通信系统跟踪精度测试方法研究[D];长春理工大学;2010年
2 孙鹤源;低轨卫星用激光通信粗跟踪转台研究[D];长春理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王茜,彭中,刘莉;一种基于自适应阈值的图像分割算法[J];北京理工大学学报;2003年04期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 黎明;艾勇;曹阳;;实时高帧频信标光图像处理[J];半导体光电;2009年02期
4 马锐,魏学业;CCD相关跟踪器中的32点复数序列FFT研究[J];北方交通大学学报;2002年06期
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6 张杨;李凯;;非均匀光照条件下PCB图像的一种阈值分割方法[J];北京服装学院学报;2006年02期
7 龙祖利;宋京燕;;基于角点检测法的图像配准[J];兵工自动化;2007年05期
8 涂建平,彭应宁;飞机目标红外图像序列双阈值分割方法[J];兵工学报;2004年01期
9 王宏波,庄志洪,张清泰,郑华利,贺歆;终端红外图像制导信息处理技术研究[J];兵工学报;2004年06期
10 党丽萍;刘君华;郭鲜;;变背景条带状激光光斑边界的提取方法[J];兵工学报;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 季铮;张剑清;詹总谦;;基于特征不变量的目标识别定位方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 康文雄;邓飞其;;基于特征点角度矩阵的静脉识别方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 ;Recognition of Corners of Planar Checkboard Pattern Image[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 徐文聪;楚天广;;一种寻找星图光斑质心的高精度算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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6 王祥凤;郑维平;李智;;凝汽器胶球清洗自动监测装置[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
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8 陈杰春;赵丽萍;郭鸣;;角点检测不确定度评定方法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
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10 杨靓;黄巾;卢强;黄士坦;;基于全息相关系数矩阵的匹配算法[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 苏成志;瞄准具传光能力评价及测试方法的研究[D];长春理工大学;2010年
2 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 莫堃;基于隐式函数的曲面重构方法及其应用[D];华中科技大学;2010年
4 徐萧萧;基于特征学习与特征联想的视觉跟踪算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
5 辛哲奎;基于视觉的小型无人直升机地面目标跟踪技术研究[D];南开大学;2010年
6 黄永林;PCB光电检孔机关键技术研究及其系统实现[D];电子科技大学;2010年
7 王富治;视觉检测的几个关键问题研究[D];电子科技大学;2011年
8 任明艺;时空联合的视频运动目标分割技术研究[D];电子科技大学;2010年
9 俞凯;计算机书法若干关键技术研究[D];浙江大学;2010年
10 高飞;基于多视几何的三维脚型测量技术与系统[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋抗;压缩机活塞圆度误差数字检测系统研究[D];河南理工大学;2010年
2 陈忠翔;基于立体视觉的三维重建方法研究[D];南昌航空大学;2010年
3 唐红梅;基于辐射与空间信息的遥感图像检索[D];山东科技大学;2010年
4 贾伟洁;SAR影像与光学影像配准研究[D];山东科技大学;2010年
5 郑莉;DSP在集装箱加强板焊接定位系统中的应用[D];山东科技大学;2010年
6 徐元;基于双目立体视觉的匹配算法研究[D];山东科技大学;2010年
7 徐艳;基于DSP的图像跟踪系统及跟踪算法的研究[D];长春理工大学;2010年
8 王捷;数字图像边缘检测方法的若干改进与应用研究[D];浙江理工大学;2010年
9 李跃;三维运动估计在织物动态仿真中的应用[D];浙江理工大学;2010年
10 葛秘蕾;基于云理论的图像分割技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王世峰;赵馨;佟首峰;张国玉;姜会林;;自由空间光通信APT粗跟踪CCD相机的研制[J];兵工学报;2008年05期
2 朱培申,王合龙,姜世发;陀螺稳定平台框架伺服系统变结构控制器的设计和仿真[J];电光与控制;1998年02期
3 王广雄,张静,朱井泉;倒立摆的输出反馈控制:脆弱性和鲁棒性分析[J];电机与控制学报;2002年03期
4 王广雄,张静;控制理论中的频率定理:Kalman-Yakubovich引理[J];电机与控制学报;2002年04期
5 胡渝,刘华;空间激光通信技术及其发展[J];电子科技大学学报;1998年05期
6 俞水清,汤俊雄,肖海桥;采用原子滤光器可调谐特性的新型卫星光通信捕捉方案研究[J];电子学报;2001年03期
7 万生鹏,胡渝;频域跳频/时间扩频混合光CDMA编码及其编解码器结构[J];电子学报;2001年07期
8 谢木军,马佳光,傅承毓,袁家虎;空间光通信中的精密跟踪瞄准技术[J];光电工程;2000年01期
9 黄永梅,张桐,马佳光,付承毓;高精度跟踪控制系统中电流环控制技术研究[J];光电工程;2005年01期
10 刘丹平,胡渝;提高光斑图像质心精度的去噪方法[J];光电工程;2005年08期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 胡鹏浩;非均匀温度场中机械零部件热变形的理论及应用研究[D];合肥工业大学;2001年
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4 万生鹏;光CDMA系统及其关键技术[D];电子科技大学;2002年
5 周秀丽;无线OCDMA编码技术研究及实现[D];电子科技大学;2005年
6 邵兵;激光星间通信终端精瞄微定位系统关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
7 邹洪波;切换线性系统稳定性若干问题研究[D];浙江大学;2007年
8 杏建军;编队卫星周期性相对运动轨道设计与构形保持研究[D];国防科学技术大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 张文涛;光通信APT中CCD多次采样的分析及驱动电路的设计[D];电子科技大学;2002年
2 张永健;光通信精跟踪系统的研究与设计[D];电子科技大学;2003年
3 胡渝;星间光通信跟踪精度测试[D];电子科技大学;2006年
4 王旭;空间光通信APT跟踪算法研究及实现[D];电子科技大学;2006年
5 李德辉;自由空间激光通信系统ATP粗跟踪单元研究[D];长春理工大学;2007年
6 崔冬敏;PZT振镜在自由空间光通信精跟踪系统中应用技术研究[D];长春理工大学;2007年
7 姚楠;空间激光通信系统中目标跟瞄算法研究[D];长春理工大学;2007年
8 赵玉鹏;自由空间激光通信系统高概率、快速捕获技术研究[D];长春理工大学;2007年
9 柳青峰;卫星光通信中光束指向闭环控制技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 闻传花;王江平;杨晓原;王军;何云;;光纤光栅技术与应用专题讲座(二) 第3讲 光纤光栅在星间激光通信系统中的应用研究[J];军事通信技术;2008年04期
2 陈鑫;王海晏;徐强;;机载激光链路快速捕获方法研究[J];激光与红外;2012年12期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 陈莲;星间光通信终端粗瞄系统控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 王懿嘉;空间光CDMA扩频编码技术研究[D];长春理工大学;2009年
3 赵雪;空间激光通信APT初始捕获及误差分析[D];长春理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨高波,张兆扬;基于时空分割融合的视频对象提取改进算法[J];电视技术;2003年09期
2 黄建军,赵荣椿;基于模糊ART的图像分割[J];电子学报;2001年05期
3 谢杰成,张大力,徐文立;一种小波系数模型在图像噪声参数估计中的应用[J];电子与信息学报;2004年05期
4 沈锋,姜文汉;提高Hartmann波前传感器质心探测精度的阈值方法[J];光电工程;1997年03期
5 邹艳碧,高鹰;自适应滤波算法综述[J];广州大学学报(自然科学版);2002年02期
6 姚敏言,汤剑鸣;利用受激布里渊散射Q开关的研究[J];光学学报;1992年02期
7 柳强,鞠有伦,王月珠,于欣,姚宝权,陈德应,王骐;受激布里渊散射相位共轭腔及腔内光学参量振荡器[J];光学学报;1999年08期
8 魏在福,王润文,查鸿逵,王之江;高功率激光稳定腔选模分析[J];光学学报;1995年02期
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10 江捧岳;图象跟踪算法分析[J];火力与指挥控制;1998年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马峻,李思敏;空间光通信ATP技术应用与研究进展[J];光电子技术与信息;2005年05期
2 张文涛,朱保华;空间无线光通信系统及关键技术分析[J];激光杂志;2005年04期
3 唐涛,熊辉,魏急波,庄钊文;大气光通信PAT子系统指标初步设计分析[J];红外与激光工程;2002年03期
4 尹道素,皮德忠,李贤,熊金涛;自由空间光通信系统中ATP技术的研究[J];中国激光;1998年09期
5 熊金涛,张秉华;自由空间光通信ATP地面模拟系统研制[J];电子科技大学学报;1998年05期
6 张文涛,李贤,胡渝;空间光通信探测技术中象限探测器(QD)的研究[J];量子电子学报;2003年01期
7 姜复兴,陈希军,吴征能;提高图象跟踪精度的一种算法[J];应用激光;2001年06期
8 张秉华,熊金涛,胡渝;光通信中光束瞄准的误差分析[J];电子科技大学学报;1998年05期
9 马迁 ,胡爱群 ,朱志明 ,边柱;CDMA移动台接收机的实现研究[J];电子技术应用;2001年11期
10 马迁,胡爱群,朱志明,疏朝明;CDMA移动台接收机的研究与实现[J];通信技术;2001年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐科华;马晶;谭立英;;深空激光通信的发展现状[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第一届学术会议论文集[C];2005年
2 余杨;周献中;叶彪明;;带跟瞄功能的视觉眼孔通信模型研究[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
3 王亚丽;段锦;景文博;顾玲嘉;翟超;;空间光通信中激光光斑检测与特性分析[A];2007年先进激光技术发展与应用研讨会论文集[C];2007年
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6 王璐;张在宣;余向东;;空间光通信系统及光接收系统的设计[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议(OFCIO’2003)论文集[C];2003年
7 刘杨;李晓峰;;基于GPS的激光通信初始定位方法及实验[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集(下册)[C];2010年
8 苗新;;空间光通信系统组网的传输设计与应用研究[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议(OFCIO’2001)论文集[C];2001年
9 薛垠;杨武利;汪长春;府寿宽;;PMMA纳米水凝胶形成过程的跟踪观测研究[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
10 田星;;高斯描绘子在识别雷达回波轮廓上的应用[A];第三届全国嵌入式技术和信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 周恒祥;谁能“不怕跟踪”[N];工人日报;2000年
2 记者 王斌;跟踪一汽发展吉林汽配业[N];中国机电日报;2001年
3 本报记者 廖新军;“跟踪股票”:登陆欧洲的创新工具[N];国际金融报;2000年
4 徐琨 陈干渠;采取专题公开跟踪评议方法[N];人民政协报;2001年
5 王敦民;优惠政策是否落实要跟踪[N];中国乡镇企业报;2001年
6 记者 林中明;上海:249双慧眼“跟踪”执法[N];检察日报;2000年
7 记者 李佳路;跟踪特快专递[N];新华每日电讯;2002年
8 崔海晗 张平华;朱集镇跟踪问效解决信访难题[N];农民日报;2002年
9 彭继民 史月英;外商在华投资跟踪[N];中国乡镇企业报;2000年
10 周甲禄 林炎 周红章;湖北:网上跟踪黑司机[N];新华每日电讯;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘丹平;空间光通信中高精度对准信息获取方法研究[D];电子科技大学;2005年
2 罗彤;星间光通信ATP中捕获,跟踪技术研究[D];电子科技大学;2005年
3 梁坤;高灵敏度GPS接收技术中几个关键问题的研究[D];中国科学院研究生院(国家天文台);2008年
4 李祥之;空间光通信扰动补偿技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 雷建设;光纤放大器中一些问题的研究[D];上海大学;2001年
6 张志君;基于光纤陀螺的寻北定向技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
7 何波;OFDM系统同步及自适应链路技术研究[D];北京邮电大学;2006年
8 王韬;基于阵列天线的空中目标搜索与跟踪[D];重庆大学;2006年
9 杨广林;主动视频监控中若干问题的研究[D];燕山大学;2006年
10 陈建文;激光大气传输的信道及性能研究[D];华中科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李延辉;压制干扰下GPS接收机的捕获与跟踪性能分析[D];华中科技大学;2005年
2 韩旭东;无线激光通信系统的改进[D];东南大学;2006年
3 段文娟;GPS接收机基带处理器研究与设计[D];北京交通大学;2008年
4 姜冰心;高灵敏度GNSS软件接收机的同步技术研究与实现[D];哈尔滨工业大学;2008年
5 蒋晓燕;多点无线扩频通信系统数字化接收技术的研究与FPGA实现[D];电子科技大学;2008年
6 李勇;基于DS-UWB的扩频系统算法仿真及电路实现[D];西安理工大学;2007年
7 王伟良;空间光通信发射系统控制技术的研究[D];长春理工大学;2012年
8 王建;空间光通信系统灵敏度测试方法研究[D];长春理工大学;2010年
9 姜忱;空间光通信信道仿真研究[D];吉林大学;2011年
10 邓涛;直扩MSK调制解调和差错控制技术研究[D];电子科技大学;2006年
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