[发明专利]微型星载星敏感器及其工作流程时序

说明书

本发明公开了一种微型星载星敏感器，包括星敏本体，在所述星敏本体的前端安装有遮光罩；所述星敏本体内安装有光学镜头组件和用于安装CMOS探测器的前置板，光学镜头组件将平行光聚焦在CMOS探测器的靶面上；在所述星敏本体内还安装有处理板、电源板和接口板；所述处理板与CMOS探测器和接口板通信连接；所述电源板为内部电器件进行供电。本发明所述的微型星载星敏感器，具有的精度高、体积重量小、成本功耗低的优点，有效保证微纳卫星姿态测量与控制的精度需求，同时可以保证在微纳卫星平台应用。

技术领域

本发明属于高精度光学姿态敏感器设计技术领域，尤其涉及一种微型星载星敏感器及其工作流程时序。

背景技术

微纳卫星是指重量在100KG或100KG以下的卫星，可应用在通信、互联网、军事、监测、科学实验等各个方面，微纳卫星技术研究及其组网应用技术是近年来国内外卫星技术研究的热点。高精度的姿态测量信息是微纳卫星完成使命任务的基础，星敏感器是一种以恒星为参考源的高精度光学姿态敏感器，是目前姿态测量精度最高的测量部件。为完成使命任务，微纳卫星需采用星敏感器做为姿态测量部件，但传统高精度星敏感器在体积、重量、功耗和成本等方面难以满足微纳卫星的需求。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种微型星载星敏感器，具有结构紧凑、成本低和性能稳定可靠等特点。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种微型星载星敏感器，包括星敏本体，在所述星敏本体的前端安装有遮光罩；所述星敏本体内安装有光学镜头组件和用于安装CMOS探测器的前置板，光学镜头组件将平行光聚焦在CMOS探测器的靶面上；在所述星敏本体内还安装有处理板、电源板和接口板；所述处理板与CMOS探测器和接口板通信连接；所述电源板为内部电器件进行供电。

作为本发明实施例的优选，所述星敏本体包括星敏壳体和安装在所述星敏壳体内部的星敏本体结构。

作为本发明实施例的优选，所述光学镜头组件、安装CMOS探测器的前置板和处理板安装在所述星敏本体结构内部；所述电源板和接口板安装在所述星敏壳体和星敏本体结构之间。

作为本发明实施例的优选，所述遮光罩包括遮光罩壳体和设置在所述遮光罩壳体内部的多个前后排列的遮光板。

作为本发明实施例的优选，所述遮光罩壳体沿着光线摄入的方向呈渐缩状结构。

作为本发明实施例的优选，所述光学镜头组件包括镜头壳体，在所述镜头壳体内设置有光学镜片和保护镜片，所述保护镜片设置在所述光学镜片的前端。

作为本发明实施例的优选，在所述星敏本体的底部安装有六面体基准镜。

本发明实施例还提供一种微型星载星敏感器的工作流程时序，具体包括以下步骤：

S1、星敏感器根据同步信号定时内触发控制传感器曝光；

S2、曝光控制完成后FPGA程序同时对采集的图像进行图像转移和图像星目标提取；

S3、星目标提取完后成ARM中产生FPGA检星中断，ARM程序读取星目标位置，结合标定参数计算星光观测矢量，运行星图匹配算法进行星图识别；

S4、星图识别完成后，确定星光惯性矢量，根据星光观测矢量和惯性矢量采用QUEST算法计算惯性姿态矩阵，并转化为姿态四元数。

作为本发明实施例的优选，星敏感器曝光控制、图像转移和图像提取流程在FPGA程序中执行，其中图像转移和图像提取同步执行，星图匹配和姿态四元数计算在ARM程序中执行。

本发明具有以下有益效果：