《微小型高精度星敏感器技術研究》是依託北京航空航天大學，由魏新國擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：微小型高精度星敏感器技術研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：魏新國
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
微小型高精度星敏感器是實現現代微小衛星高性能姿態測量不可或缺的關鍵部件。本項目圍繞微小型高精度星敏感器基礎理論和關鍵技術展開系統深入的研究，主要研究內容有：運用系統設計的思想，以小型化和高精度為最佳化目標進行星敏感器系統參數的整體最佳化；提出基於內外參數統一的標定方法，對星敏感器小型化所帶來的誤差進行補償，在小型化的同時保證其測量精度。通過對光學結構的簡化，減輕光學系統的重量；利用SOPC技術，實現信息處理的單晶片集成。提出基於最短連通迴路的星圖識別方法和基於ROI視窗的星跟蹤方法，保證大視場條件下星圖識別和星跟蹤的穩定性和可靠性。研製微小型高精度星敏感器原理樣機，主要技術指標達到：重量小於200g，精度優於3(1σ)。通過本項目研究，為微小衛星平台提供小型化、高精度、低成本姿態測量的技術途徑和更新換代產品，滿足我國微小衛星技術發展的迫切急需。
結題摘要
微小型高精度星敏感器是微小衛星高性能姿態測量不可或缺的關鍵部件。本項目運用系統設計的思想，以小型化和高精度為最佳化目標進行星敏感器系統參數的整體最佳化。採用“軟硬結合”的手段，一方面利用小型化設計的光機電組件來減輕系統重量，另一方面通過軟體補償的方式來降低對硬體的需求，同時彌補硬體系統小型化所帶來的性能損失。本項目突破了微小型高精度星敏感器的基礎理論和關鍵技術，通過光機電一體化集成，完成原理樣機研製。經實驗室測試和外場觀星測試，性能指標達到：①重量：195g；②指向精度：0.67(1σ)；③功耗：0.95W；④數據更新率：5Hz；⑤初始姿態建立時間：56.14~108.77ms之間，平均81.34ms；⑥視場：25°×25°；⑦敏感星等：5.9Mv；⑧動態性能：3°/s。本項目研製的微小型高精度星敏感器填補了國內空白，與國外同類產品相比在測量精度、動態性能等關鍵指標上具有明顯優勢。本項目研究成果為各類微小衛星提供了小型化、高性能、低成本的姿態測量技術手段，目前已在眾多衛星型號上推廣套用，具有非常廣闊的產業化套用前景。本項目成果發表SCI收錄論文14篇，其中第一作者/通訊作者論文12篇。發表EI收錄論文4篇，其中國際會議論文3篇。申請發明專利2項，其中授權發明專利1項。本項目部分成果作為“高動態星敏感器技術與工程套用”重要內容之一獲2016年度國家科技進步二等獎（排名第2）。圍繞本項目研究內容，培養碩士研究生9人（已畢業6人），博士研究生2人。
