制冷剂喷射冷却(CSC)是采用激光热疗法治疗葡萄酒色斑(PWS)的重要辅助手段。为了揭示CSC在激光热疗中的冷却保护机理, 采用计算机数值计算的方法定量分析带有CSC的PWS激光热疗过程。结果表明, 采用计算机数值解法离散微分方程, 很好地模拟了带有CSC的PWS激光热疗过程。CSC可有效保护表皮层免受热损伤, 而且可提高激光热疗过程中的许用激光能量密度, 有助于增加疗效; 皮肤表面温度随着传热系数的增加而降低, 但降低的幅度随传热系数的增大而不断减小; 提高组织的初始温度有助于提高疗效, 但有可能带来热损伤危险, 应同时适当延长制冷剂喷射时间以避免发生热损伤。

提出一种利用地球紫外波段和恒星可见光波段为卫星进行自主导航的方法, 该导航方法利用视场1观测恒星可见光波段, 视场2观测地球紫外波段。在视场1利用星敏感器全天球识别算法识别所有恒星星像, 识别结果的光轴指向作为恒星矢量; 视场2被用来对地球紫外波段轮廓成像, 计算得到地心矢量在卫星本体坐标系中的方向。最后, 利用卫星轨道动力学方程和扩展卡尔曼滤波器来计算卫星轨道参数。对一紫外敏感器进行的实验表明, 与利用红外地平仪和恒星可见光的自主导航方法相比, 该方法的位置误差由1 000 m减小到500 m, 速度误差由100 m/s减小到40 m/s, 而且消除了由于太阳光与地平线夹角带来的周期误差, 因此, 该方法具有很好的鲁棒性。

从图像处理的角度研究了提高星像坐标定位精度的方法。分析了星像噪声产生的原因，对去噪声前的星像坐标进行了频谱特性分析，根据分析结果，提出了一种基于Parks-McClellan算法的滤波器最优设计方法来设计有限冲击响应滤波器(FIR滤波器)。分析了通过该FIR滤波器后星像坐标的功率谱曲线。结果显示，该FIR滤波器能很好地消除星像噪声。最后，采用某型号卫星星敏感器原理样机的地面观星数据进行实验验证，结果表明，星敏感器输出姿态精度由原来的21.921″提高到了7.823″。

由于星敏感器仅仅工作在全天球的识别模式下远不能满足当前飞行器任务的需要,提出了当星敏感器有足够的先验信息情况下,可在星跟踪模式或者预测星像模式下工作,来提高星敏感器的数据更新率,降低由全天球识别带来误匹配的可能性。本文提出了一种新的星跟踪算法来克服飞行器在大角速度飞行情况下传统星跟踪算法处理时间过长等不足;为了消除由于系统噪声带来的误差,还提出了星图滤波和星像滤波的方法。实验结果表明,当飞行器在2.25°/s的角速度下飞行时,星敏感器能在10 pixel×10 pixel的范围内从星图中正确提取星像,星图经去噪后,星敏感器输出精度提高了近5″,从而使星敏器可在飞行器高动态飞行情况下实现高精度、高更新率的姿态输出。文中描述的所有方法已在2007年和2008年进行了地面观星测试,并于2009年即将应用于某些卫星的姿控系统中。

提出了一种自主预测视场内未知恒星星像质心算法。该算法采用星跟踪算法来提取视场内已知恒星星像坐标。根据已知恒星信息从主星表中搜索视场内所有未知恒星,并采用这些信息预测所有未知恒星的理想像平面中心,从以这些预测的理想坐标为中心的范围内提取相应的实际星像坐标。同时采用已知恒星来验证未知恒星星像坐标。最后,对该算法进行了外场观星测试。实验结果表明:该方法提取未知恒星星像坐标时,扫描星图的像元只有局部提取星像算法的0.12%,所以进一步提高了数据更新率。

提出了一种局部区域提取星像的算法.该算法采用星跟踪方法提取已知恒星星像坐标,根据这些已知恒星信息在星图中适当范围内提取未知恒星星像坐标并且识别这些未知恒星.对该算法进行了观星测试和在轨验证,实验结果表明:提取星像坐标时只须扫描星图的45%,从而提高了数据更新率;识别未知恒星时由全天球变为整个天球的0.3%,从而提高了识别率.

CCD星敏感器的关键问题是星图识别.从字符串的模式匹配来考虑这个问题,先把星图通过高通滤波器,然后用0-1的方法建立导航星库,再采用KMP算法来进行星图识别.仿真结果表明该算法每区域的识别时间才0.2486ms,并且克服了在许多星等相近的亮星或星对角距很小的视域内识别率严重降低的缺点.该算法有很好的鲁棒性.

用KMP算法进行星图识别时,制定的导航星库容量大.为此,对导航库数据进行了压缩.先对星图进行小波变换,截取其低频子带部分;再用0-1的方法建立导航星库.仿真结果表明本算法不但继承了原算法的优点,而且导航星库的容量和识别时间都是原算法的1/4.