星敏感器中面阵CCD的应用线路设计研究

本文阐述了星敏感器线路组成和系统要求，讨论了面阵CCD在星敏感器中的应用方法，提出了星敏感器关键敏感器件的线路实现方案，对星敏感器硬件电路的设计进行了分析和研究，并在此基础上对实际电路进行了测试，分析了测试结果。     

星敏感器杂光抑制分析

本文介绍了蒙特卡洛法应用于杂光分析的基本思想、数学模型以及表面热辐射概率模型，对某型号卫星星敏感器的杂光传递进行了模拟。在复杂的杂光环境下，建立杂光跟踪模型，获得了星敏感器杂光环境的定量杂光贡献，并对大衰减比遮光罩及光学系统内杂光传递进行了跟踪，给出了遮光罩的消杂光能力。     

基于STK的卫星星敏感器视场仿真研究

研究卫星无陀螺姿态稳定性优化控制问题,针对在轨星敏感器可能会受到太阳光、月光、地气光等杂散光的干扰,从而降低星敏感器姿态测量精度以及有效姿态率等.首先建立了星敏感器视场遇杂散光的数学模型.为解决上述问题,提出用Satellite Tool Kit(STK)仿真软件进行了杂散光进入星敏感器视场的仿真,并给出了星敏感器遇杂散光的时间段、持续时长等信息.研究方法和仿真结果适用于对任意轨道卫星的星敏感器视场进行杂散光研究,并可用来优化星敏感器在星上的安装方位,对星敏感器的工程设计提供科学指导作用.     

星敏感器系统偏差的标定

星敏感器是常用姿态敏感器中测量精度最高的姿态敏感器，但是星敏感器的系统偏差会影响姿态估计精度，因此星敏感器系统偏差的标定成为高精度姿态确定系统必须解决的关键技术。本文结合扫描式有效载荷的成像特点，推导了利用其成像图像中的地标点信息标定星敏感器系统偏差的方法，并且进行数学仿真验证了标定的可行性和有效性。     

机载小型化星敏感器遮光罩设计

针对机载小型化星敏感器的消杂光系统进行了研究。以点源透射比(PST)为标准,根据机载小型化星敏感器成像系统自身的特性与遮光罩设计原则,在尽量不增加系统长度的前提下,对消杂光结构进行了设计。利用Matlab计算出遮光罩的尺寸,确定挡光环的位置,结合CAD作图软件进行建模,并使用光学软件TracePro对遮光罩的消杂光效果进行了仿真和分析,在太阳规避角30°时的点源透射比达到了5.536×10-10,达到系统要求的性能指标。设计的遮光罩能够成功地抑制杂散光,可以满足机载小型化星敏感器的使用要求。     

星敏感器数学仿真

本文介绍了星敏感器的工作过程和主要算法，以及依据这些算法对星敏感器所作的数学仿真的方法和步骤，文中列举了一次数学仿真的实例。并且对影响星敏感器精度的部分原因作了分析。     

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。     

星模拟器概述

星模拟器是星敏感器的主要地面标定设备之一。本文讨论了恒星辐射模型,介绍了星模拟器的基本工作内容及其各组成部份的功能。     

星敏感器软件可靠性增长方法

可靠性是星敏感器软件指标之一.由于软件规模增大和复杂性的增加,软件可能存在许多缺陷,采用软件可靠性增长的方法,可以根除故障产生的原因,从而逐步提高可靠性.采用这一思路,对星敏感器软件可靠性增长的实现途径进行了讨论.     

ASTRO-C卫星的CCD星跟踪器

1.前言近年来以天文观测为目的的科学卫星为进行姿态确定和控制,要求高精度的姿态敏感器。卫星姿态敏感器主要有地磁敏感器,太阳敏感器,地球敏感器等。星敏感器(星扫描器,星跟踪器)可作为高精度姿态敏感器。有代表性的实用星敏感器有以下两种:自     

基于几何位置分析的星敏感器布局研究

针对对地三轴稳定卫星中存在的杂散光严重影响星敏感器测量精度和准确性的问题,在研究日-地-月-星的几何位置的基础上,结合卫星的姿态信息、星敏感器的安装位置,以及视场范围,分析了卫星在轨运行过程中太阳光、月球反射光对星敏感器的影响。此外,根据星敏感器的布局设计状况,探讨给出不同时刻推荐使用的星敏感器方案,进而有效避免杂散光对星敏感器的影响。     

一种星敏感器故障诊断专家系统方法介绍

本文从实用的角度出发，运用面向对象的方法，以Visual C＋＋为开发工具，详细介绍了星敏感器故障诊断专家系统。同时对星敏感器伪识别故障进行了诊断算法研究。     

星敏感器测量模型及其在卫星姿态确定系统中的应用

本文对星敏感器三轴姿态测量的误差性质进行研究，得到一些具有实用意义的结果，在此基础上提出了改进的星敏感器测量模型，可以提高姿态确定的精度。     

高精度星敏感器温度测量系统设计与实现

针对环境温度对高精度星敏感器测量精度的影响,设计了基于FPGA和AD7416的星敏感器温度测量控制系统。以FPGA作为主控制器,通过I2C总线控制温度传感器AD7416采集温度并控制制冷系统对星敏感器进行制冷,使其工作在-20℃-0℃范围内。实验结果表明,该系统测量速度快,测量精度高,提高了星敏感器的成像质量和测量精度,可满足星敏感器系统要求。     

多星模拟器电路系统的设计

为了适应航天器的发展需求,需要研制小型轻量化的多星模拟器。提出了采用Sony公司的LCX023CMT液晶光阀为核心的多星模拟器构成方案。设计了相应的LCD显示驱动电路和光学系统。所设计的多星模拟器经过与星敏感器联调测试,达到了技术要求。     

国产化微小型星敏感器研究及应用

星敏感器是航天飞行器姿态控制的重要组成部件。基于国产抗辐射CMOS APS芯片和So PC控制芯片,设计一款微小型星敏感器的光学及电学系统,最终实现星敏感器的小型化、国产化。以研制一台国产化微小型化星敏感器作为切入点,研究其参数的设计、系统的构建、使用性能等关键技术问题。最终研制的星敏感器符合预期设计,能够完成基本功能。     

星敏感器光学系统的研制与性能测试的探讨

我国的经济社会不断发展,科学技术水平不断提升。近几年来我国的航天事业繁荣发展,星敏感器的应用范围越来越广泛。星敏感器具有突出的实用价值,一方面,星敏感器的观测水平较高,可以快速获取星体信息。另一方面,星敏感器的精度较大,可以得到科学的姿态分析结果。本文将具体探讨星敏感器光学系统的研制与性能测试,希望能为相关人士提供一些参考。     

基于多视场星敏感器的姿态确定方法

星敏感器是目前航天器姿态测量精度最高的器件,与传统的单视场星敏感器相比,多视场星敏感器可以实现三轴同样高精度的姿态测量,提高姿态测量精度;针对单视场星敏感器姿态确定问题,推导了以最小代价函数为指标的QUEST姿态确定算法;对于多视场星敏感器,通过坐标变换方法将多个视场的导航星矢量转换到同一视场中,再利用QUEST算法得到航天器姿态;最后仿真结果表明,坐标变换后进行姿态确定得到的姿态数据与单个视场所得的姿态数据相同,验证了方法的正确性。     

一种星敏感器安装误差标定模型仿真研究

安装误差对星敏感器姿态确定精度有严重影响,需对其进行有效的标定与补偿。为此提出了一种以星敏感器量测信息为依据的安装误差快速标定模型和方法。该方法通过分析星敏感器输出的姿态信息与安装误差之间耦合关系,建立四位置下星敏感器测量信息及相对位置关系与安装误差的观测模型,在此基础上推导了安装误差标定及补偿算法。仿真表明,该法能够实现对星敏感器安装误差的高精度标定,可有效提高星光天文定姿的精度,对星敏感器的高精度应用具有重要的理论意义和实际参考价值。     

三视场星敏感器系统结构布局的优化

研究了三视场星敏感器的相关坐标系及旋转关系,讨论并给出计算视场内导航星数目的方法,指出优化三视场星敏感器结构布局的依据和途径。通过蒙特卡罗仿真,统计导航星捕获概率,给出了结构布局优化结果。从姿态测量精度、导航星捕获概率、光学系统设计难度方面折中考虑,选择极限星等、视场角和光学系统光轴仰角的最佳参数分别为5.0等、11°×11°和40°,此时捕获4颗以上导航星的概率达到99.43%。