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中国科学院西安光学精密机械研究所专利：一种基于仿生复眼的大视场星敏感器
中国科学院西安光学精密机械研究所专利：一种实现星敏感器像面高精度正交性调整系统及调整方法
2021年3月31日6时45分，长征四号丙运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，成功将高分十二号02星送入预定轨道。上海技物所为高分十二号02星研制的1台双圆锥红外地球敏感器工作正常，任务取得圆满成功。
地球是月球上可视半径最大的天体，且在天球上运动范围较小，不存在升降现象.当月球车在月球对地面区域活动时，利用地球敏感器对地球成像可实现月球车长期自主天文导航.地球图像地心位置提取是利用地球敏感器进行天文导航的关键技术之一，直接决定了地球敏感器的观测精度.本文通过研究地球敏感器镜头投影模型分析地球成像规律，提出一种不受地相变化约束的地球敏感器图像地心位置提取算法，采用取半搜索法和循环搜索法两步实现地...
针对直接敏感地平的红外地平仪-星光导航系统精度低的问题，提出通过建立扁率误差补偿函数，研究扁率引起的姿态角测量误差；建立地心矢量的姿态角误差模型，通过修正地球扁率误差来补偿姿态角，对卫星施加姿态偏转指令调整地心矢量偏移。同时基于SODERN地球红外辐射模型，考虑红外辐射强度随纬度和季节的变化建立真实红外辐射曲线，通过滤波算法获得精确的地球切线边缘的量测信息，提高红外地平仪测量精度。仿真结果表明，该...
2014年11月15日，北京时间2时53分，我国在太原卫星发射中心用“长征二号丙”运载火箭成功将“遥感卫星二十三号”卫星发射到预定轨道。 卫星入轨、星箭分离后，中科院上海技术物理研究所研制的红外地球敏感器成功捕获地球，准确地为卫星建立初始姿态提供了姿态测量数据。目前，单机工作状态正常、性能稳定。
适用于小视场星敏感器的导航星表构建方法
导航星表 星敏感器 球面螺旋基准点 均匀性
2014/8/15
导航星表构建是星敏感器设计阶段的重要工作.对于小视场,受限于恒星分布规律,易出现导航星表“空洞”问题.为解决小视场条件下均匀完备导航星表构建问题,对基于球面螺旋基准点的导航星表构建方法进行了改进：摒弃了原方法通过改变球面螺旋基准点数量和位置重新构建导航星表的思路,转而通过增选部分恒星来达到减少星表“空洞”的目的.设立了描述恒星消除星表“空洞”能力的权值,并以该权值递减顺序开展恒星增选;同时,设计了...
提出了一种恒星角距不变的星敏感器内部参数的地面标定方法。较常见的星角距的标定方法不同的是，该方法利用对在0°附近的角度变化较敏感的恒星角距的正弦值建立观测方程；采用两步法分别估计焦距、主点和高阶畸变系数，并采用迭代优化的方法，获得最优估计值。为了确保标定精度，对观测时刻的导航星进行了视位置的修正。实验结果表明，采用星角距的正弦值建立观测方程，估计精度较高，采用考虑高阶畸变的改进正弦法标定后的星角距...
提出了一种恒星角距不变的星敏感器内部参数的地面标定方法。较常见的星角距的标定方法不同的是，该方法利用对在0°附近的角度变化较敏感的恒星角距的正弦值建立观测方程；采用两步法分别估计焦距、主点和高阶畸变系数，并采用迭代优化的方法，获得最优估计值。为了确保标定精度，对观测时刻的导航星进行了视位置的修正。实验结果表明，采用星角距的正弦值建立观测方程，估计精度较高，采用考虑高阶畸变的改进正弦法标定后的星角距...
面向微小卫星的红外静态焦平面地球敏感器设计
地球敏感器 微小卫星 红外焦平面 标定
2011/4/22
红外地球敏感器是卫星姿态控制系统中的一个重要部件，基于光机扫描技术的传统红外地球敏感器存在体积大、功耗高、精度低的缺点，无法满足微小卫星对姿态敏感器的要求。针对以上不足，本文提出了一种基于红外焦平面技术的地球敏感器和相应的地面标定测试方法。该设计的地球敏感器具有结构简单、体积小、功耗低的特点。本文从地球敏感器的工作原理出发，提出了整个敏感器构架，系统的软硬件设计。在标定测试方法中,我们建立了该敏感...
根据星敏感器光学镜头以径向畸变为主的特点，采用一阶径向畸变模型，利用摄像机标定中的径向排列约束（RAC），对其外部姿态和内参数进行在轨校准。以采集到的星点的图像坐标和对应导航星在天球坐标系下的赤经、赤纬信息作为滤波器的输入，外部姿态和内参数作为输出，构造相应的状态方程和观测方程，进行两次卡尔曼滤波迭代，结果作为校准参数的最优估计。仿真实验表明：本方法能消除内部参数与外部参数的耦合，校准过程不依赖外...
粗太阳敏感器是一种由多个光电池片配置组成的模拟式太阳敏感器，它结构简单、资源要求少，在皮卫星平台应用较为广泛。光电池光伏输出特性是粗太阳敏感器测量的基础，使用余弦关系近似等效会引入很大的误差。通过实际测试和深入分析，建立了更高精度的粗太阳敏感器输出特性等效数值模型，并以此为基础，推导了卫星姿态估计及粗太阳敏感器标定的联合在轨实时算法。算法采用多级耦合结构，由1个扩展卡尔曼滤波器（EKF）和6个卡尔...
避免敏感器及执行器饱和的特征轴机动控制
卫星姿态机动 敏感器饱和 执行器饱和 特征轴
2010/4/30
针对刚体卫星转速和控制力矩受限的情况，提出了避免敏感器及执行器饱和的大角度 特征轴机动控制律，并用李雅普诺夫稳定性理论证明其稳定性。控制律以修正罗德里格参数 表征姿态，采用特征轴机动作为拟最小时间机动策略，通过姿态误差的切换阈值将机动过程 分为两个阶段。给出了控制参数的整定方法和选择范围。最后进行了控制律算法的数值仿真 ，仿真结果表明控制律能够在卫星进行大角度姿态机动过程中有效地避免敏感器及执行器...