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岭估计在稀疏孔径望远镜主镜姿态控制中的应用

曹海峰 张景旭 杨飞 安其昌

曹海峰, 张景旭, 杨飞, 安其昌. 岭估计在稀疏孔径望远镜主镜姿态控制中的应用[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(3): 318003-0318003(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0318003
引用本文: 曹海峰, 张景旭, 杨飞, 安其昌. 岭估计在稀疏孔径望远镜主镜姿态控制中的应用[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(3): 318003-0318003(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0318003
Cao Haifeng, Zhang Jingxu, Yang Fei, An Qichang. Application of ridge regression in pose control of telescope primary mirror with sparse aperture[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(3): 318003-0318003(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0318003
Citation: Cao Haifeng, Zhang Jingxu, Yang Fei, An Qichang. Application of ridge regression in pose control of telescope primary mirror with sparse aperture[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(3): 318003-0318003(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0318003

岭估计在稀疏孔径望远镜主镜姿态控制中的应用

doi: 10.3788/IRLA201948.0318003
基金项目: 

国家重点研发计划(2017YFE0102900);国家自然科学基金(11673080)

详细信息
    作者简介:

    曹海峰(1991-),男,博士生,主要从事拼接镜面主动光学方面的研究。Email:caohf_ucas@163.com

  • 中图分类号: TH751

Application of ridge regression in pose control of telescope primary mirror with sparse aperture

  • 摘要: 研究了稀疏孔径镜面硬点与边缘传感器布局对稀疏孔径相对位姿控制精度的影响。利用离散孔径镜面几何特性,建立了一个由7个圆形子孔径组成的主镜模型,并推导了子孔径间相对位姿控制矩阵。鉴于控制矩阵条件数大这一特点,采用广义最小二乘法求解,引入岭估计并给出了控制矩阵误差函数上确界,分析了128种边缘传感器与硬点布局以及几何距离对控制矩阵条件数的影响。仿真结果表明:硬点和边缘传感器的几何布局与系数矩阵存在内在联系;离散孔径相对位姿控制系数矩阵存在严重的复共线现象,法矩阵出现严重病态;硬点布局与改善系数矩阵病态性弱相关;在硬点布局一定时,增大相邻两边缘传感器间距,控制矩阵条件数明显减小。针对控制矩阵病态问题,采用岭估计通过选择合适的岭参数病态特征得到了有效抑制,该方法更能有效利用冗余的边缘传感器结构,实现数据融合并保证测量系统的稳定可靠。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-10-10
  • 修回日期:  2018-11-20
  • 刊出日期:  2019-03-25

岭估计在稀疏孔径望远镜主镜姿态控制中的应用

doi: 10.3788/IRLA201948.0318003
    作者简介:

    曹海峰(1991-),男,博士生,主要从事拼接镜面主动光学方面的研究。Email:caohf_ucas@163.com

基金项目:

国家重点研发计划(2017YFE0102900);国家自然科学基金(11673080)

  • 中图分类号: TH751

摘要: 研究了稀疏孔径镜面硬点与边缘传感器布局对稀疏孔径相对位姿控制精度的影响。利用离散孔径镜面几何特性,建立了一个由7个圆形子孔径组成的主镜模型,并推导了子孔径间相对位姿控制矩阵。鉴于控制矩阵条件数大这一特点,采用广义最小二乘法求解,引入岭估计并给出了控制矩阵误差函数上确界,分析了128种边缘传感器与硬点布局以及几何距离对控制矩阵条件数的影响。仿真结果表明:硬点和边缘传感器的几何布局与系数矩阵存在内在联系;离散孔径相对位姿控制系数矩阵存在严重的复共线现象,法矩阵出现严重病态;硬点布局与改善系数矩阵病态性弱相关;在硬点布局一定时,增大相邻两边缘传感器间距,控制矩阵条件数明显减小。针对控制矩阵病态问题,采用岭估计通过选择合适的岭参数病态特征得到了有效抑制,该方法更能有效利用冗余的边缘传感器结构,实现数据融合并保证测量系统的稳定可靠。

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