气动光学传输效应对星图影响的仿真研究

詹巧林，王宏力，陆敬辉，文 涛

（第二炮兵工程学院 304教研室，陕西 西安 710025）

高超声速飞行器是当今世界航空航天事业发展的一个主要方向，在未来的军事、政治和经济中将发挥重要的战略作用。国外高超声速飞行器计划中的中制导方式多为INS/GPS，具有较高精度。然而，GPS不为我国所控制，易受到制约。星光导航作为一种全天候、无积累误差的自主导航方式，能够提供精确的、不随时间漂移的导航信息，具有隐蔽性好、可靠性高、抗干扰能力强的特点，对我国而言是一种较好的选择。文献[1]、[2]都提出了采用SINS/GPS/CNS组合导航作为高超声速飞行器中制导的方案。

高超声速飞行器在飞行过程中与大气发生剧烈相互作用，其周围会形成激波、湍流边界层、剪切层等复杂流场，密度梯度、折射率梯度剧烈变化。光线穿过这种复杂流场时，光波波前发生畸变，产生偏移、模糊、抖动和能量衰减等气动光学效应。星图识别是星光制导的关键算法之一，其本质是利用光学图像进行识别。对使用星光导航的高超声速飞行器，气动光学效应将严重影响星敏感器对星图的成像，可能导致星图误匹配或匹配失败。开展气动光学传输效应对星图影响的研究可以为星图预处理提供理论基础，从而提高星图识别的成功率。

为了方便研究，通常将高速流场产生的光学传输效应分为平均流场分量和脉动流场分量，平均流场分量主要引起像偏移和像模糊，脉动流场分量主要引起像抖动和像模糊。……