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基于光学杠杆的姿态角测试系统研究的开题报告

一、选题背景和意义

随着人工卫星、空间探测器、飞机、舰船等大型高精度姿态控制系

统的发展，对姿态角的测试精度和稳定性要求不断提高。光学传感器和

光学杠杆是目前应用广泛的测量姿态角的技术手段，其测量精度和稳定

性为目前公认的最高水平。光学杠杆方法是应用光学原理，通过光路改

变来测量角度，该方法操作简单、精度高、可靠性强，具有广泛的应用

前景。

然而，目前光学杠杆的测量系统还存在一些不足，如：光源稳定性

差、噪声干扰大、测量范围有限、系统复杂等问题，这些问题制约了光

学杠杆的进一步应用和发展。因此，对光学杠杆的测量系统进行研究和

改进已成为当前的热点和难点问题。

二、研究内容和方法

本文研究的内容是基于光学杠杆的姿态角测试系统，旨在解决光学

杠杆的测量系统存在的问题，提高其测量精度和稳定性，达到可靠的测

试结果。研究中将采用以下的方法：

1．设计实验系统：根据光学杠杆的工作原理，设计并制作测试系统，

在实验中进行姿态角的测试。

2．光学系统的优化：针对光源不稳定性、噪声干扰等问题，对测试

系统中的光学系统进行优化设计，提高测试系统的稳定性和测量精度。

3．信号处理方法的改进：采用滤波算法对传感器采集到的姿态角信

号进行处理，降低噪声干扰和误差，提高系统的精度和稳定性。

4．系统测试和数据分析：对改进后的测试系统进行测试和数据分析，

验证并评估其稳定性和精度，并与已有的测试方法进行比较。

三、预期成果与意义

通过本文的研究，预期能够解决光学杠杆的测量系统存在的问题，

提高其测试精度和稳定性，对于光学杠杆方法的研究和发展，提供新的

思路和方法。同时，该研究还将为高精度姿态控制系统的设计和制造提

供可靠的测试手段和技术支持，对于国家航空航天事业的发展和推动具

有重要意义。