[发明专利]高动态高更新率星敏感器及其实现方法

权利要求书

1.一种高动态高更新率星敏感器，包括：光学成像系统、以及图像传感器；其特征在于，该星敏感器还包括：像增强器、现场可编程门阵列(FPGA)信号处理单元、以及数字信号处理/精简指令集计算机(DSP/RISC)单元；其中，

像增强器，耦合于所述图像传感器前面；用于对光学成像系统得到的微弱光学信号星图进行像增强处理；

图像传感器，用于对像增强处理后的光学信号星图转换成电学信号星图；

FPGA信号处理单元，用于对电学信号星图进行高动态质心定位处理；

DSP/RISC单元，用于将高动态质心定位处理后的电学信号星图进行星图识别处理，并将已识别出的恒星进行快速星预测跟踪处理，利用星图识别处理后的数据及快速星预测跟踪处理后的数据进行姿态计算，输出计算结果。

2.根据权利要求1所述的星敏感器，其特征在于，所述像增强器包括：光阴极、微通道板(MCP)、以及荧光屏；其中，

光阴极，用于将投射在光阴极上的光学图像转变成电子像；

MCP，用于将形成的电子像聚焦，并加速投射到荧光屏上，产生增强的电子像；

荧光屏，用于记录增强的电子像，形成增强的光学信号星图。

3.根据权利要求2所述的星敏感器，其特征在于，

所述光阴极为多碱阴极；

所述MCP的最大亮度增益为8000倍；

所述荧光屏为P-22荧光屏。

4.根据权利要求3所述的星敏感器，其特征在于，所述多碱阴极为S-25+。

5.根据权利要求1至4任一项所述的星敏感器，其特征在于，所述图像传感器为电荷耦合元件(CCD)图像传感器、或为互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。

6.一种高动态高更新率星敏感器的实现方法，其特征在于，该方法包括：

将得到的微弱光学信号星图进行像增强处理，将像增强处理后的光学信号星图转换成电学信号星图；

将电学信号星图进行高动态质心定位处理；

将高动态质心定位处理后的电学信号星图进行星图识别处理，并将已识别出的恒星进行快速星预测跟踪处理，之后利用星图识别处理后的数据及快速星预测跟踪处理后的数据进行姿态计算，输出计算结果。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将已识别出的恒星进行快速星预测跟踪处理，为：

利用视场星点位置之间的联动关系，通过已识别出的星点在前k帧星图中的位置，经卡尔曼滤波器预测，估计视场中已识别出的星点在k+1帧的位置，在估计出的位置范围内进行跟踪；

并利用虚拟视场对新进入视场的星点进行快速判断和识别。