目錄 序 前言 第1章 復(fù)雜大氣擾動(dòng)下飛機(jī)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)誤差仿真 1 1.1 引言 1 1.2 大氣擾動(dòng)與大氣湍流模型 2 1.2.1 大氣擾動(dòng)與湍流概述 2 1.2.2 大氣湍流模型的基本假設(shè)及頻譜 3 1.2.3 簡化大氣湍流模型 5 1.2.4 大氣湍流模型的數(shù)值仿真 8 1.3 大氣擾動(dòng)下飛機(jī)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)仿真建模 10 1.3.1 基本假設(shè)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)量 10 1.3.2 飛機(jī)動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型 11 1.3.3 氣動(dòng)數(shù)據(jù) 14 1.3.4 飛機(jī)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)仿真模型 14 1.3.5 動(dòng)力學(xué)模型的狀態(tài)配平 16 1.4 飛機(jī)對(duì)大氣湍流的響應(yīng)算例 16 1.5 本章小結(jié) 21 參考文獻(xiàn) 21 第2章 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺(tái)系統(tǒng)原理與控制 22 2.1 引言 22 2.2 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺(tái)研究現(xiàn)狀 23 2.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 23 2.2.2 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺(tái)控制方法研究現(xiàn)狀 25 2.3 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺(tái)高精度控制原理、系統(tǒng)性能指標(biāo)與主要擾動(dòng)分析 26 2.3.1 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺(tái)高精度控制原理 26 2.3.2 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺(tái)系統(tǒng)性能指標(biāo) 28 2.3.3 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺(tái)主要擾動(dòng)分析 31 2.4 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺(tái)隔振方案 34 2.4.1 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺(tái)隔振系統(tǒng)模型分析 34 2.4.2 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺(tái)振動(dòng)特性分析 35 2.4.3 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺(tái)減振器選型與布局 35 2.5 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺(tái)控制系統(tǒng)建模 36 2.5.1 平臺(tái)坐標(biāo)系定義 36 2.5.2 平臺(tái)框架角速度關(guān)系分析 37 2.5.3 Newton-Euler 法推導(dǎo)平臺(tái)動(dòng)力學(xué)方程 39 2.5.4 平臺(tái)控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 43 2.6 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺(tái)控制方法 45 2.6.1 基于PID 的三環(huán)復(fù)合控制方法 45 2.6.2 框架動(dòng)力學(xué)解耦控制方法 47 2.6.3 基于LuGre 模型的反步積分摩擦自適應(yīng)補(bǔ)償方法 48 2.7 本章小結(jié) 50 參考文獻(xiàn) 50 第3章 基于磁懸浮慣性執(zhí)行機(jī)構(gòu)的天基平臺(tái)振動(dòng)抑制 53 3.1 引言 53 3.2 磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)抑制研究現(xiàn)狀 53 3.2.1 磁懸浮轉(zhuǎn)子不平衡振動(dòng)抑制方法研究現(xiàn)狀 53 3.2.2 磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)諧波振動(dòng)抑制方法研究現(xiàn)狀 54 3.3 磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)機(jī)理分析與動(dòng)力學(xué)建模 56 3.3.1 磁懸浮轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)建模 56 3.3.2 傳感器誤差的產(chǎn)生機(jī)理分析及建模 60 3.4 基于改進(jìn)的重復(fù)控制器的磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)諧波振動(dòng)抑制 61 3.4.1 重復(fù)控制器抑制周期性擾動(dòng)的原理 61 3.4.2 改進(jìn)的重復(fù)控制器的設(shè)計(jì) 62 3.4.3 仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證 65 3.5 本章小結(jié) 75 參考文獻(xiàn) 75 第4章 天基平臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)星載TDICCD 遙感成像系統(tǒng)的影響 79 4.1 引言 79 4.2 天基平臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)光學(xué)成像影響原理 80 4.2.1 天基平臺(tái)運(yùn)動(dòng)源分析 80 4.2.2 天基平臺(tái)運(yùn)動(dòng)引起的像移 81 4.2.3 像移引起的光學(xué)成像降質(zhì)原理 82 4.3 像移對(duì)成像質(zhì)量影響建模 84 4.3.1 空間不變動(dòng)態(tài)降質(zhì)建模方法分析 85 4.3.2 不同形式像移對(duì)成像質(zhì)量的影響 87 4.3.3 空間變化動(dòng)態(tài)降質(zhì)模型 90 4.4 TDICCD 遙感成像系統(tǒng)動(dòng)態(tài)成像建模 91 4.4.1 TDICCD 遙感成像系統(tǒng)及動(dòng)態(tài)成像原理 91 4.4.2 TDICCD 遙感成像系統(tǒng)成像質(zhì)量退化模型 93 4.4.3 正常像移引起的系統(tǒng)成像質(zhì)量退化模型 93 4.4.4 典型非正常像移對(duì)TDICCD 遙感成像質(zhì)量影響分析 94 4.4.5 TDICCD 遙感成像系統(tǒng)動(dòng)態(tài)成像建模 105 4.4.6 TDICCD 動(dòng)態(tài)成像仿真 107 4.5 本章小結(jié) 111 參考文獻(xiàn) 111 第5章 空基對(duì)地觀測系統(tǒng)中平臺(tái)運(yùn)動(dòng)與遙感成像空間的映射關(guān)系 114 5.1 航空相機(jī)簡介 114 5.1.1 航空相機(jī)分類 114 5.1.2 膠片式航空相機(jī)和CCD 式航空相機(jī) 114 5.1.3 CCD 式航空相機(jī)成像類型與發(fā)展趨勢 117 5.2 平臺(tái)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)與成像像移的關(guān)系 122 5.2.1 空基平臺(tái)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)與無像移型相機(jī)成像像移的映射關(guān)系 122 5.2.2 空基平臺(tái)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)與TDICCD 推掃式相機(jī)成像像移的映射關(guān)系 127 5.2.3 像移對(duì)光學(xué)傳遞函數(shù)的影響 132 5.3 TDICCD 行轉(zhuǎn)移方向像移建模 136 5.3.1 TDICCD 工作模式 136 5.3.2 TDICCD 行轉(zhuǎn)移方向像移模型 136 5.4 飛行試驗(yàn)記錄 140 5.5 本章小結(jié) 144 參考文獻(xiàn) 144 第6章 機(jī)載激光雷達(dá)誤差分析及定量評(píng)價(jià) 145 6.1 引言 145 6.2 機(jī)載激光雷達(dá)誤差測量原理 147 6.2.1 機(jī)載激光雷達(dá)工作原理 147 6.2.2 激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)形成數(shù)字表面模型的方法 153 6.2.3 數(shù)字表面模型高程精度的定量評(píng)價(jià) 154 6.2.4 重建數(shù)字表面模型精度的誤差因素分析 155 6.2.5 機(jī)載平臺(tái)運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)數(shù)字表面模型重建精度的影響 158 6.3 姿態(tài)角擾動(dòng)對(duì)激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)分布的影響 160 6.3.1 姿態(tài)角擾動(dòng)對(duì)數(shù)字表面模型高程精度影響的理論分析 160 6.3.2 姿態(tài)角擾動(dòng)數(shù)值仿真 160 6.3.3 姿態(tài)角擾動(dòng)半實(shí)物仿真試驗(yàn) 163 6.4 姿態(tài)角測量誤差對(duì)激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)精度的影響 165 6.4.1 姿態(tài)角隨機(jī)誤差對(duì)數(shù)字表面模型精度影響評(píng)價(jià)指標(biāo) 165 6.4.2 姿態(tài)角隨機(jī)誤差數(shù)值仿真 165 6.4.3 姿態(tài)角隨機(jī)誤差半實(shí)物仿真試驗(yàn) 167 6.5 本章小結(jié) 169 參考文獻(xiàn) 169