適用于皮納衛(wèi)星的微型星敏感器設(shè)計與測試.pdf

1、星敏感器是一種以恒星位置為參考進(jìn)行姿態(tài)測量和解算的矢量姿態(tài)敏感器，具有指向精度高、無姿態(tài)誤差積累等特點(diǎn)，在高精度姿態(tài)確定系統(tǒng)中廣泛采用。而傳統(tǒng)的星敏感器普遍具有體積大、功耗高、質(zhì)量重等不足，無法滿足微小衛(wèi)星的應(yīng)用需求。本文針對微小衛(wèi)星特別是皮納衛(wèi)星的平臺特點(diǎn)，對微型星敏感器設(shè)計進(jìn)行了研究和探索。
　　本文的主要目標(biāo)是探索采用工業(yè)級器件結(jié)合先進(jìn)處理算法研制適用于皮納衛(wèi)星的高精度、高性能的微型星敏感器。論文主要的研究工作包括:

2、　　(1)系統(tǒng)地描述了微型星敏感器設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)路徑。通過可行性分析，確定了微型星敏感器的核心器件APS圖像傳感器和光學(xué)鏡頭的前端設(shè)計方案。在此基礎(chǔ)上，研究設(shè)計了基于APS圖像傳感器的系統(tǒng)硬件方案，最終確定了采用DSP+CPLD+APS圖像傳感器的系統(tǒng)架構(gòu)，完成了關(guān)鍵器件選型以及關(guān)鍵接口電路設(shè)計。
　　(2)完成了系統(tǒng)軟件流程分析和方案設(shè)計，包括含系統(tǒng)初始化、寄存器參數(shù)配置、拍照控制、圖像處理及星圖識別算法在內(nèi)的DSP軟件，以及圖

3、像采集與存儲的CPLD相關(guān)軟件。提出了一種改進(jìn)的四連通域法，僅用一次遍歷即可完成星體目標(biāo)信息的提取，確定了導(dǎo)航星表的存儲格式。
　　(3)利用筆記本顯示屏、可調(diào)節(jié)高度的光滑平臺、帶有滑塊的滑軌和三軸精密位移平臺等搭建了便攜式功能型星模擬器，實(shí)現(xiàn)了基于matlab的“封裝式”全天區(qū)星圖模擬，完成了對所研制的星敏感器樣機(jī)的地面測試。該星模擬器具有體積小、重量輕、成本低、方便移動等優(yōu)點(diǎn)，滿足星敏感器算法驗(yàn)證及功能測試要求。
　　綜