查表式追星儀的星資料庫建構、星匹配以及姿態鑑別演算法開發

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姓名

周宏璋(Patrick Jou) 查詢紙本館藏

畢業系所

光機電工程研究所

論文名稱

查表式追星儀的星資料庫建構、星匹配以及姿態鑑別演算法開發
(Development of the star database construction, star matching, and attitude identification algorithms for Look-up table Star tracker)

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摘要(中)

本文提出了查表式追星儀的系統，並開發應用於查表式追星儀的星資料庫建構、星匹配以及姿態鑑別演算法。星資料庫建構演算法建構出查表式星資料庫，經比較各種演算法的搜尋速度時間複雜度，其擁有較快之星資料庫搜尋速度。星匹配演算法可比對出正確的參考星，藉由星像模擬器驗證其擁有高匹配成功率以及無匹配錯誤的優點。姿態鑑別演算法可從參考星資訊計算出追星儀相機姿態，並使用星像模擬器驗證其精確度。

摘要(英)

Look-up table star tracker system was designed in this paper. Therefore, the star database construction, star matching, and attitude identification algorithms were proposed for Look-up table Star tracker.
Star database construction algorithm construct a look-up table type star database, and the star database searching speed is faster compared with other algorithms. Star matching algorithm match the right guide star, and it has the advantage of high success match rate and no wrong match according to the verification of the star simulator. Attitude identification algorithm calculate the Star tracker camera attitude from the guide star information, and the accuracy was proved by the star simulator.

關鍵字(中)

★ 查表法
★ 星資料庫
★ 追星儀
★ 姿態辨識
★ 參考星

關鍵字(英)

★ guide star
★ attitude Identification
★ star database
★ look-up table
★ star tracker

論文目次

中文摘要 I
ABSTRACT II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VI
縮寫及符號 VII
第一章緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 文獻回顧 3
1.3 研究構想 5
1.4 論文章節 6
第二章研究背景 7
2.1 追星儀原理 7
2.1.1 追星儀硬體架構 7
2.1.2 追星儀軟體架構 8
2.1.3 追星儀性能參數 8
2.2 星圖辨識演算法 11
2.2.1 無初始姿態星圖辨識演算法(lost-in-space Algorithm) 12
2.2.2 遞迴辨識演算法(Recursive Algorithm) 13
2.3 參考星目錄 14
2.3.1 走訪法 14
2.3.2 面積保值映射分割法 15
2.3.3 視線分佈法 15
2.3.4 創新均勻度優化碎行三角網格分割演算法(UEFTM) 17
2.4 星像模擬器 20
第三章系統設計 21
3.1 星資料庫建構演算法(STAR DATABASE CONSTRUCTION) 22
3.1.1 原始星目錄 23
3.1.2 UEFTM視線產生器 23
3.1.3 偏移視線參考星選擇法 24
3.1.4 參考星三星組合建立法 27
3.1.5 參考星三角特徵化 29
3.1.6 編碼表建構法 31
3.1.7 查表式追星儀星資料庫 34
3.2 星匹配演算法(STAR MATCHING) 38
3.3 姿態鑑別演算法(ATTITUDE IDENTIFICATION) 42
3.3.1 視線辨識演算法 42
3.3.2 旋轉角辨識演算法 44
第四章數據分析與討論 46
4.1 星匹配演算法匹配結果 46
4.2 姿態鑑別演算法誤差分析 48
4.3 查表式星資料庫性能分析與比較 50
第五章結論與未來展望 52
第六章參考文獻 53
附錄A 實驗原始資料 55
附錄B 星體參考機率分布圖 58

參考文獻

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[16] 網路資料：Flight Dynamics Star Catalog Database 取自https://wakata.nascom.nasa.gov//dist/generalProducts/attitude/ATT_SKYMAP.html

指導教授

江士標、葉則亮(Shyh-Biau Jiang)

審核日期

2012-7-24

推文