國外星敏感器現(xiàn)狀

　　外星敏感器研究及應(yīng)用已有近50年的時(shí)間。到目前為止，至少有三代產(chǎn)品在航天器上得到應(yīng)用。第一代為星跟蹤器，多采用光電倍增管之類光電元件作為敏感元件；第二代為星圖儀式星敏感器，采用電荷耦合器CCD作為敏感元件，以中低性能的CPU為處理器，采用局部天區(qū)恒星識(shí)別算法；第三代星敏感器相對(duì)于第二代的主要進(jìn)步在于采用了高分辨率成像元件和高性能處理器，提高了姿態(tài)確定精度和數(shù)據(jù)處理速度，增加了自主全天恒星識(shí)別功能，同時(shí)敏感器的體積、質(zhì)量和功耗也有大幅度降低。表1為國外部分星敏感器指標(biāo)

　　表1 國外部分星敏感器指標(biāo)

　　20世紀(jì)90年代初，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)和CMOS加工工藝技術(shù)的日趨成熟，出現(xiàn)了采用CMOS工藝的動(dòng)態(tài)像元星敏感器APS。目前歐美一些機(jī)構(gòu)已率先開始采用APS作為探測元件，研制體積更小、功耗更低的星敏感器。歐空局的小衛(wèi)星姿態(tài)敏感器項(xiàng)目就是為了促進(jìn)和試驗(yàn)小型化姿態(tài)敏感器的一些新項(xiàng)目，其中采用了512×512動(dòng)態(tài)像元敏感器（APS）、高集成度多芯片模塊（MCM）電路等。其試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛢H重270g，體積約為62mm×53mm×53mm（未計(jì)及蓋子和處理器部件），功耗2.4w（帶處理器時(shí)增加到5w）。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，該星跟蹤器當(dāng)更新速率為10Hz時(shí)，在20°×20°視場中對(duì)5等星的測量精度和噪聲等效角都優(yōu)于1“（2?）。

　　這類新型星敏感器正代表了現(xiàn)代星敏感器不斷小型化、輕型化、低功耗、高實(shí)時(shí)性的發(fā)展趨勢，特別是在減少體積、重量、功耗方面，有了重大飛躍。20世紀(jì)70年代，美國最早將星敏感器應(yīng)用于航天器上。1989年，蘇聯(lián)將其用在和平號(hào)空間站上。聯(lián)邦德國、法國和日本也先后使用星敏感器測量航天器姿態(tài)。接下來詳細(xì)介紹一下基于CCD 圖像傳感器和基于CMOS APS的星敏感器現(xiàn)狀。