中高轨道航天器的可见光成像式自主导航敏感器系统

摘要

本发明提供一种中高轨道航天器的可见光成像式自主导航敏感器系统，其包括光学测量成像组件、探测器焦平面组件、MEMS惯性测量组件、信息处理与误差校正处理单元组件。本发明通过采用可见光谱段探测可以使用普通光学玻璃进行设计，降低了光学系统的研制难度，去掉了光纤转换器和像增强器减小了仪器的复杂性，采用一次成像探测保证了探测精度，因恒星和地球探测均可以借助于滤光片进行光谱能量分配，所以可共用一个光学系统和探测器，一体化设计后的系统具有重量轻、体积小、功耗低、精度高、数据更新率高、成本低等特点。

主权项

一种中高轨道航天器的可见光成像式自主导航敏感器系统，其特征在于其包括光学测量成像组件、探测器焦平面组件、MEMS惯性测量组件、信息处理与误差校正处理单元组件，所述的光学测量成像组件包括成像镜头和分光板结构；所述的探测器焦平面组件的探测器的光敏面安装在光学测量成像组件的成像面上，探测器焦平面组件固定在敏感器系统的支撑结构上；所述的MEMS惯性测量组件则包括3个正交安装的MEMS陀螺和3个正交安装的MEMS加速度计，光学测量坐标系的每个轴方向分别平行于3个正交安装的MEMS陀螺和3个正交安装的MEMS加速度计；所述的信息处理与误差校正处理单元组件是采用信息处理器对星敏感器和可见光静态成像式地球敏感器信息进行处理，然后将星敏感器测量信息用于MEMS陀螺的零漂移校正，最后由标准数据通讯接口输出近实时高精度三轴姿态信息和轨道高度信息；其系统中的星敏感器和可见光静态成像式地球敏感器通过采用分光滤光片共用所述的光学测量成像组件和探测器焦平面组件，探测器视场分割使用，中心区域为可见光静态成像式地球敏感器使用，用来对地球成像，边缘区域为星敏感器使用，用来对恒星成像，所述的星敏感器通过对恒星成像提取与标准星图库匹配得到其光轴相对于惯性空间的指向矢量；所述的可见光静态成像式地球敏感器通过对地球成像提取地球中心矢量；上述星敏感器和可见光静态成像式地球敏感器都拥有共同的像面坐标系，其Z轴沿光轴指向地球方向，其X轴和Y轴分别与探测器阵列的行和列方向一致。