题目：平流层飞行器星光导航方法研究

 

平流层飞行器的显著特点和潜在的军、民两用价值使其成为近年来各国研究的热点。然而，尽管各国都投入了大量的人力、物力，进展却不尽如人意，主要体现在一些重要技术环节还处于空白期，探索研究工作还很少，这些都成为制约着平流层飞行器研制的主要障碍。其中，在平流层飞行器的导航方法研究方面，目前并没有那个国家提出一套可靠的理论和实行方案。本文从平流层飞行器星光导航的基础理论出发，主要研究了平流层的物质组成、各物质组成对星光传输的衰减作用影响、光波大气透射率模型的建立以及仿真验证、恒星光谱分析、星等衰减模型的研究及导航星库的建立等关键问题。

本文通过对星光在平流层大气中传输的机理研究，利用透射率来反映平流层大气对星光传输的衰减作用，并建立平流层星光传输透射率模型。透射率模型可以通过仿真计算出各个波段的光波在平流层中传输的衰减结果，然后利用MODTRAN模型对透射率模型进行验证。在相同的仿真条件下，运用MODTRAN模型和建立的光谱间隔等分法仿真得到同样波段光波的透射率结果，与透射率模型仿真结果进行比较分析，从而验证透射率模型的正确性。将透射率模型仿真出来的衰减结果和光度、星等等量联系起来，推算出星等的衰减结果。本文利用仪器星等来判断导航星的可用性，根据色指数之间的线形关系，拟合出计算仪器星等的公式，通过仿真验证拟合仪器星等的正确性，并进行误差分析，得到最优拟合方案。并根据仪器星等的变化，对原有导航星库进行筛选，建立新的导航星库。仿真结果表明，本文所做研究准确性较高，且符合实际。

通过本文分析验证，得出以下结论：经过平流层大气的衰减作用，光波的能量受到损耗，使其星等也受到影响，星等的衰减和光波光度的衰减有直接线性关系。而对于星敏感器仪器星等的计算方面，通过利用不同波段星等进行拟合比较分析，发现红光星等的拟合效果最好，误差最小，且计算结果最贴近实际值。