空间目标白天光电探测技术研究

论文题目: 空间目标白天光电探测技术研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 机械制造及其自动化

作者: 王伟国

导师: 陈涛

关键词: 白天探测,信噪比,光谱滤波

文献来源: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）

发表年度: 2005

论文摘要: 统计分析表明，大约75％的空间目标分布在高度200-1500km的中低轨道上，由于地球的遮挡，尤其是低轨卫星在夜间不能发光，只有晨昏时刻和白天，卫星被太阳光照亮时才能通过光电设备进行探测，因此对这类空间目标进行白天光电探测有明确的国防和军事上的意义。本文围绕白天空间目标探测技术中的两个关键问题，即：如何抑制白天探测空间目标时的强背景信号以及如何提高系统的探测能力，展开了较为深入的研究，对空间目标白天光电探测机理进行了理论分析，对面阵CCD为光电探测器件的光电探测系统的极限探测理论进行了详尽的分析，并推导了系统极限探测星等公式。本文对白天测星技术进行了实验研究，实验证明依据探测信噪比定量地估算系统的极限探测星等，理论和实践相一致。结合测星实验数据，对CCD相机的选取、光谱滤波频段选择、图像处理技术和低速平稳跟踪等关键技术对白天探测能力的影响进行了定量分析。在解决光电伺服系统低速抖动问题上，提出了对目标轨迹预测和测速反馈滤波技术，仿真和实验均已证明这种新方法可解决系统低速平稳跟踪问题，减小目标能量弥散，提高目标探测信噪比。二是通过实验得出高灵敏度、高分辨力、小暗电流的数字CCD相机信号稳定提取信噪比可以达到1，突破了传统模拟相机极限探测信噪比3的界线，为光电探测系统选择探测器和分析光白天探测能力提供了重要的理论依据。

论文目录:

摘要

Abstract

图索引

表索引

第一章绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 空间目标光电探测技术国内外研究现状

1.2.1 国外光电探测现状

1.2.2 国内光电探测现状

1.3 研究内容

第二章空间目标白天光电探测理论分析

2.1 引言

2.2 空间目标的特性

2.2.1 空间目标光谱特性

2.2.2 空间目标的亮度

2.3 白天天空背景特性

2.4 白天探测机理

2.4.1 强背景弱目标探测原理

2.4.2 背景噪声分析

2.4.3 CCD对探测性能影响分析

第三章白天光电探测关键技术研究

3.1 引言

3.2 光谱滤波技术及对信噪比的影响分析

3.2.1 光谱滤波原理

3.2.2 最优光谱滤波器选择

3.2.3 光谱滤波提高目标信噪比分析

3.3 光学系统参数对探测能力的影响

3.3.1 光学系统口径的选择

3.3.2 相对口径对探测能力的影响

3.4 对空间目标的低速稳定跟踪技术

3.4.1 像点弥散对系统探测能力的影响

3.4.2 空间目标运动特性分析

3.4.3 光电跟踪伺服系统低速抖动原因

3.4.4 滤波预测技术抑制低速抖动的方法研究

3.5 低信噪比条件下信号提取技术

3.6 小结

第四章白天光电探测实验研究

4.1 引言

4.2 探测望远镜的技术参数

4.2.1 光学参数

4.2.2 CCD主要参数指标

4.3 望远镜系统白天探测实验

4.3.1 天空背景亮度测试

4.3.2 望远镜系统的实际探测能力计算

4.3.3 探测实验数据分析

4.4 实验结论

4.5 小结

第五章总结与展望

参考文献

攻读博士学位期间发表论文情况

致谢

发布时间: 2007-03-27

参考文献

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[7].基于天基测角信息的空间非合作目标跟踪算法及相关技术研究[D]. 刘光明.国防科学技术大学2011
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