目錄 序 前言 第1章 復(fù)雜大氣擾動下飛機平臺運動誤差仿真 1 1.1 引言 1 1.2 大氣擾動與大氣湍流模型 2 1.2.1 大氣擾動與湍流概述 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 大氣擾動下飛機平臺運動仿真建模 10 1.3.1 基本假設(shè)和運動狀態(tài)量 10 1.3.2 飛機動力學(xué)、運動學(xué)數(shù)學(xué)模型 11 1.3.3 氣動數(shù)據(jù) 14 1.3.4 飛機平臺運動仿真模型 14 1.3.5 動力學(xué)模型的狀態(tài)配平 16 1.4 飛機對大氣湍流的響應(yīng)算例 16 1.5 本章小結(jié) 21 參考文獻 21 第2章 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺系統(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)定平臺控制方法研究現(xiàn)狀 25 2.3 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺高精度控制原理、系統(tǒng)性能指標(biāo)與主要擾動分析 26 2.3.1 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺高精度控制原理 26 2.3.2 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺系統(tǒng)性能指標(biāo) 28 2.3.3 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺主要擾動分析 31 2.4 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺隔振方案 34 2.4.1 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺隔振系統(tǒng)模型分析 34 2.4.2 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺振動特性分析 35 2.4.3 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺減振器選型與布局 35 2.5 航空遙感慣性穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)建模 36 2.5.1 平臺坐標(biāo)系定義 36 2.5.2 平臺框架角速度關(guān)系分析 37 2.5.3 Newton-Euler 法推導(dǎo)平臺動力學(xué)方程 39 2.5.4 平臺控制系統(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)補償方法 48 2.7 本章小結(jié) 50 參考文獻 50 第3章 基于磁懸浮慣性執(zhí)行機構(gòu)的天基平臺振動抑制 53 3.1 引言 53 3.2 磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動抑制研究現(xiàn)狀 53 3.2.1 磁懸浮轉(zhuǎn)子不平衡振動抑制方法研究現(xiàn)狀 53 3.2.2 磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)諧波振動抑制方法研究現(xiàn)狀 54 3.3 磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動機理分析與動力學(xué)建模 56 3.3.1 磁懸浮轉(zhuǎn)子動力學(xué)建模 56 3.3.2 傳感器誤差的產(chǎn)生機理分析及建模 60 3.4 基于改進的重復(fù)控制器的磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)諧波振動抑制 61 3.4.1 重復(fù)控制器抑制周期性擾動的原理 61 3.4.2 改進的重復(fù)控制器的設(shè)計 62 3.4.3 仿真和試驗驗證 65 3.5 本章小結(jié) 75 參考文獻 75 第4章 天基平臺運動對星載TDICCD 遙感成像系統(tǒng)的影響 79 4.1 引言 79 4.2 天基平臺運動對光學(xué)成像影響原理 80 4.2.1 天基平臺運動源分析 80 4.2.2 天基平臺運動引起的像移 81 4.2.3 像移引起的光學(xué)成像降質(zhì)原理 82 4.3 像移對成像質(zhì)量影響建模 84 4.3.1 空間不變動態(tài)降質(zhì)建模方法分析 85 4.3.2 不同形式像移對成像質(zhì)量的影響 87 4.3.3 空間變化動態(tài)降質(zhì)模型 90 4.4 TDICCD 遙感成像系統(tǒng)動態(tài)成像建模 91 4.4.1 TDICCD 遙感成像系統(tǒng)及動態(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)動態(tài)成像建模 105 4.4.6 TDICCD 動態(tài)成像仿真 107 4.5 本章小結(jié) 111 參考文獻 111 第5章 空基對地觀測系統(tǒng)中平臺運動與遙感成像空間的映射關(guān)系 114 5.1 航空相機簡介 114 5.1.1 航空相機分類 114 5.1.2 膠片式航空相機和CCD 式航空相機 114 5.1.3 CCD 式航空相機成像類型與發(fā)展趨勢 117 5.2 平臺復(fù)雜運動與成像像移的關(guān)系 122 5.2.1 空基平臺復(fù)雜運動與無像移型相機成像像移的映射關(guān)系 122 5.2.2 空基平臺復(fù)雜運動與TDICCD 推掃式相機成像像移的映射關(guān)系 127 5.2.3 像移對光學(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 飛行試驗記錄 140 5.5 本章小結(jié) 144 參考文獻 144 第6章 機載激光雷達誤差分析及定量評價 145 6.1 引言 145 6.2 機載激光雷達誤差測量原理 147 6.2.1 機載激光雷達工作原理 147 6.2.2 激光點云數(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價 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 機載平臺運動誤差對數(shù)字表面模型重建精度的影響 158 6.3 姿態(tài)角擾動對激光雷達點云數(shù)據(jù)分布的影響 160 6.3.1 姿態(tài)角擾動對數(shù)字表面模型高程精度影響的理論分析 160 6.3.2 姿態(tài)角擾動數(shù)值仿真 160 6.3.3 姿態(tài)角擾動半實物仿真試驗 163 6.4 姿態(tài)角測量誤差對激光雷達點云數(shù)據(jù)精度的影響 165 6.4.1 姿態(tài)角隨機誤差對數(shù)字表面模型精度影響評價指標(biāo) 165 6.4.2 姿態(tài)角隨機誤差數(shù)值仿真 165 6.4.3 姿態(tài)角隨機誤差半實物仿真試驗 167 6.5 本章小結(jié) 169 參考文獻 169