国外星敏感器现状

　　国外星敏感器现状

　　外星敏感器研究及应用已有近50年的时间。到目前为止，至少有三代产品在航天器上得到应用。第一代为星跟踪器，多采用光电倍增管之类光电元件作为敏感元件；第二代为星图仪式星敏感器，采用电荷耦合器CCD作为敏感元件，以中低性能的CPU为处理器，采用局部天区恒星识别算法；第三代星敏感器相对于第二代的主要进步在于采用了高分辨率成像元件和高性能处理器，提高了姿态确定精度和数据处理速度，增加了自主全天恒星识别功能，同时敏感器的体积、质量和功耗也有大幅度降低。表1为国外部分星敏感器指标

　　表1 国外部分星敏感器指标

　　20世纪90年代初，随着大规模集成电路技术和CMOS加工工艺技术的日趋成熟，出现了采用CMOS工艺的动态像元星敏感器APS。目前欧美一些机构已率先开始采用APS作为探测元件，研制体积更小、功耗更低的星敏感器。欧空局的小卫星姿态敏感器项目就是为了促进和试验小型化姿态敏感器的一些新项目，其中采用了512×512动态像元敏感器（APS）、高集成度多芯片模块（MCM）电路等。其试验模型仅重270g，体积约为62mm×53mm×53mm（未计及盖子和处理器部件），功耗2.4w（带处理器时增加到5w）。实验证实，该星跟踪器当更新速率为10Hz时，在20°×20°视场中对5等星的测量精度和噪声等效角都优于1“（2）。

　　这类新型星敏感器正代表了现代星敏感器不断小型化、轻型化、低功耗、高实时性的发展趋势，特别是在减少体积、重量、功耗方面，有了重大飞跃。20世纪70年代，美国最早将星敏感器应用于航天器上。1989年，苏联将其用在和平号空间站上。联邦德国、法国和日本也先后使用星敏感器测量航天器姿态。接下来详细介绍一下基于CCD 图像传感器和基于CMOS APS的星敏感器现状。