长寿命新型红外地球敏感器“复合视场”光学系统设计

本文阐述了长寿命新型红外地球敏感器“复合视场”（文中简称 ５０２－Ａ）光学系统的设计思想，对非共轴红外光学系统设计的评价方法，详细介绍了从薄膜光学理论、锗单晶材料的吸收和工艺等方面来进行优化设计的方法，“复合视场”光学系统的设计结果及其与Ｇａｌｉｌｅｏ方案的比较。     

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。     

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。     

日本工程试验卫星ETS—Ⅶ交会对接的光学敏感器系统

ＥＴＳ－Ⅶ是卫星的任务之一是在轨演示和验证从相对逼近阶段经最后逼近阶段直至对接段整个过程的自动交会对接系统航其飞行操作在最后逼近联合会及对接阶段，导航敏感器选用ＲＶＤ光学敏感器，ＮＡＳＤＡ从１９８６年开始就着手研究ＲＶＤ光学敏感器，现阶段ＰＸＳ和ＲＶＲ敏感吕均于处于工程样机阶段。     

太阳敏感器

目前国际科技文献中普遍称为Sun sensor或者solar sensor的一种姿态测量部件，汉语直译为“太阳敏感器”。关于这个专有名词，航天业内人士很熟悉，也习惯了，对其含义没有异议。但初次接触这个名词的人，对它的含义可能感到模糊，或者会有误解。     

小卫星的低成本姿态确定与控制

本文阐述开发小卫星技术的必要性，该技术将使小卫星能力完成大卫星的飞行任务，韦伯州立大学（ＷＳＵ）的空间技术中心，（ＣＡＳＴ）在小卫星的研制上具有１８年的历史，闸经开发完成的卫星包括ＮＵＳＡＴ，ＷＥＢＥＲＳＡＴ和ＰＨＡＳＥ３ｄ，目前，ＣＡＳＴ正在生产两颗新的具有先进功能的小卫星；ＵＳＲＡ计划的ＣＡＴＳＡＴ卫星将确定γ射线爆发的原因，这是与新罕布什尔大学和英国的Ｌｅｉｃｉｓｔｅｒ大学的合作项目，ＪＡＷ     

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。     

马赛克地球敏感器的高精度算法

SODERN和LEP公司为同步卫星地球敏感器的概念研制了一种确定姿态的算法。该算法处理马赛克探测器生成的可见光图象后，可产生实时姿态测量，数据精度优于0．03°，本文描述该敏感器和图象的特征，并介绍地球中心的识别问题。地球半径观测器连续估算地球形状的变化率，同时通过特殊的“斜率－平均”边界提取器求出地球辐射的不均匀性，文中特别强调算法的复杂性及其硬件的实现，还介绍并分析各种测试和算法性能的估算结果。     

基于精密星敏感器的航天器高精度姿态测量标定方法

为了解决传统航天器姿态测量方法中存在的误差率高的问题,提出基于精密星敏感器的航天器高精度姿态测量标定方法。首先对使用的精密星敏感器进行设计,并将在不影响航天器运行的前提下安装在合适的位置上。通过建立运动坐标系、坐标参数转换和设置姿态参数三个步骤得出航天器运动模型,在该模型下分析出航天器姿态的基本运动规律、利用精密星敏感器识别并选取航天器空间下的任意三个星点,最后综合定位的星点和航天器姿态的运动规律,从不同的角度上确定航天器姿态测量结果,为了提高航天器姿态测量结果的精度进行标定处理。通过模拟实验分析得出结论：与传统测量方法相比,基于精密星敏感器的航天器高精度姿态测量标定方法的平均误差率降低了6.0%。     

基于地球椭球特性的红外地球敏感器测量值的修正算法

本文基于地球的椭球特性，讨论了对扫描式红外地球敏感器的测量值进行修正的问题，利用地球椭球小偏率的特性，给出了相应的一阶修正算法。     

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。