基于多功能动态像元敏感器APS的微型跟踪器

一种新型光敏图像阵列器件--动态像元敏感器APS,作为CCD成像器件的竞争对手,已经在星跟踪器和目标跟踪器应用领域崭露头角。喷气推进实验室（JPL）已经制订了一项开发基于APS器件的新一代、高集成度多功能跟踪器--可偏程智能微型跟踪器（PIM）的计划,仔细挑选了PIM的支持硬件,以充分发挥APS的固有优势。跟踪器的功能足以完成下列任务：恒星识别、恒星跟踪、姿态确定、空间对接、特征跟踪、用于着陆控制的降落APS器件和先进的32位RISC（精简指令系统计算机）微控制器。发挥APS珍奇性能及其与微控制器相结合的优势,这种微型跟踪器与当代恒星跟踪器相比,质量和功耗大约可减小一个数量级。它还增添了可编程的优点,因而可以探测各种各样的恒星和其他天体,并可执行目标跟踪任务。这种用于空间领域的PIM设计概念的有效性正在验证之中。采用这样一种集成化手段来建造淅一代高性能通用跟踪设备的成效,将在未来多种多样空间任务的应用中得到证实。     

单片机的应用：单片机主控CCD恒星敏感器

ＣＣＤ恒星敏感器是测恒星相对与卫星上光轴后夹角。目前采用单片机８０３１为整个电系统的核心部分，实现对星像的测试、测试中的各种控制以及数据处理，完成一个较强的自适应系统。     

星敏感器技术

80年代初星敏感器技术已经被应用于卫星和航天器的姿态测量和控制系统中;星敏感器技术包括光学、机械、电子线路、软件以及标定和验证实验。目前,其姿态测量精度优于5角秒;发展趋势是小型一体化、低功耗、高精度、输出接口标准化。     

智能模块式星及目标跟踪器首次检测结果报告

由于探测器技术的进步以及电子器件的发展,在过去的几年中,研制星敏感器在以下几个方面取得了重大改进：质量轻,功耗低,使用灵活,Ｊｅｎａ－ＯｐｔｒｏｎｉｋＧｍｂＨ公司开发了一种智能模块式星及目标跟踪器,即所为的恒星及空间扩展目标智能敏感器（ＳＥＴＩＳ）。研制的重点在于提高敏感器的自适应能力,使其能够满足特殊任务的要求,智能模块式星及目标跟踪器可以产生关于几个天体目标的位置信息,或者可以充当一个导航相机     

基于恒星敏感器的月球车航向角确定算法

针对月球特殊的工作环境，阐述了现有技术条件下，我国自主式月球探测车采用惯性导航系统进行位姿确定时，航向角参数误差随着时间不断累积的缺点，进而提出了一种基于星历表数据和恒星敏感器相结合的月球车航向角精确值的确定算法，定期对惯性导航系统中的航向角参数进行修正，以提高月球车位置和姿态精度。重点介绍了航向角精确值的确定步骤，并对由航向角误差引起的定位误差进行了仿真分析，仿真结果证明了航向角修正的必要性和此方法的可行性。     

紫外姿态敏感器

紫外三轴姿态敏感器是二十世纪90年代至今正在研究和发展的一种新型光学姿态敏感器。通过选取适当的工作波段,实现对不同天体目标的实时直接观测,从而获得卫星的三轴姿态信息和自主导航信息。以一个光学平台完成多个传统光学姿态敏感器功能,是一种非常具有发展和应用前景的新光学姿态敏感器。本文介绍了紫外三轴姿态敏感器的基本工作原理、组成、研究和发展情况。     

利用GPS姿态敏感器和星敏感器测量值的组合确定航天器的姿态

GPS在航天领域的应用有几大优势，例如可在轨获得完全的导航信息，质量轻，体积小，功耗低等。 GPS定姿有许多重要的优点，可快速而可靠地实现初始姿态捕获，抗自旋速率，在执行任务期间始终有二颗GPS卫星在用户航天器视场之中可用于姿态确定。此外，GPS还可作为航天器的一种安全模式姿态敏感器。因此，GPS定姿技术看来是很有前途的。但由于GPS定姿受到基线长度和信号噪声的限制，可实现的定姿精度较低，因此，GPS姿态敏感器不能用于要求高精度姿态测量信息以及基线长度受结构限制的航天器任务上。对于这些航天任务，星敏感器将是合适的姿态敏感器。星敏感器安姿精度高，鲁棒性强，且星敏感器定姿算法业已完全成熟。利用星敏感器定姿的缺点是其视场受到限制，只能在较低的角速率下工作，敏感器性能随时间推移而降低，有时还会产生恒星识别问题。 考虑到GPS和星敏感器各有其优缺点，因此将GPS姿态敏感器和星敏感器组合，取长补短，看来这是极有前途的。这种敏感器组合可应用于广泛的飞行任务类型。满足高精度定姿要求。 目前在德国航空航天研究院（DLR）／德国航天测控中心（GSOC）已经上马了一个研究项目，着手开发GPS姿态敏感器和星敏感器的组合定姿新算法，探索研究两种敏感器互补和彼此支持的各种可能性，以提高姿态解的精度．拓宽这种定姿技术的应用范围。 本文发表的初步研究成果是在转台上进行的一次试验中获得的，试验转台上安装了一个配有4副接收天线的GPS定姿敏感器，在夜间的一次地面试验期间还在转台项上装了一个星敏感器。     

新一代地球敏感器

本文介绍新一代地球敏感器，这种敏感器采用新近开发的非制冷型红外阵列探测器。用这种阵列器件探测地球红外波段的热图像，随后进行图像处理，求出中心坐标。由于取消了扫描机构，这种敏感器与现今使用的地球敏感器相比，技术实现手段大大简化。由于要对敏感器定期进行重新标定，还保留一个活动部件，不过它是一种非常简单的粗部件。因此，敏感器的总体尺寸、质量和成本都大大降低。工程模型的研制须经功能与环境试验，这些工作目前正在伽利略公司(Officine Galileo)进行。     

附录A 模块化太阳敏感器

EDO公司Barnes工程部，一个老资格的高质量地球敏感器生产者，最近面向低价格高性能的小卫星市场，开发出一套新型太阳敏感器。这种敏感器强调结构模块化、封装方式流线化、性能测试自动化，以便大量生产。一小套基本模块，以极低价格满足新任务的要求。     

新一代太阳与地球敏感器

空间产业最新潮的观点是按“小、快、好、省”的要求研制卫星姿态与轨道控制系统，特别是姿态敏感器。俄罗斯天体研究发展中心正在研究使太阳敏感器与地球敏感器成本降低、体积减小的先进方法与技术，其中一些有吸引力的技术是：＊由硬件实现的图像形心估算法；＊与硅平面工艺兼容的多像元红外辐射敏感器件制造工艺（１４￣１６μｍ）；＊与硅平面工艺兼容的多像元可见光光敏器件制造工艺（非ＣＣＤ，是Ｍｕｌｔｉｓｃａｎ器件）。     

一种利用GPS信号的新型姿态确定敏感器

本文提出了一种利用ＧＰＳ信号确定航天器姿态的全新敏感器方案。这一定姿敏感器方案要利用布置在单个敏感器探头上的多个ＧＰＳ信号天线接收单元来捕获尽量多的ＧＰＳ卫星。文中探讨了几种敏感器单元的布局结构。敏感器阵除可提供导航功能外,还可用来跟踪处于每个天线单元视场内的ＧＰＳ卫星。利用波发现的ＧＰＳ卫星的视线矢量与各个天线单元的固定基线矢量即可确定平台姿态。这种定姿方案较之标准的差分载波相位定姿法有明显的优     

低成本姿态控制敏感器的新家族

本文介绍满足人造卫星姿态测量要求的新一代光学敏感器的发展状况。这些敏感器包括：一种新型两轴全静态红外地球敏感器(现已通过鉴定)。它用来测量三轴稳定卫星相对于地平线的俯仰与滚动姿态；一种新型多功能、全自动、低成本的星跟踪器。这种星跟踪器(现已通过鉴定)为姿态控制分系统提供三轴姿态和卫星角速度信息；一种用来测量卫星俯仰与滚动姿态角的新型太阳敏感器。它质量很轻，价格很便宜。