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第 卷第 期 年 月
39 3 红外与激光工程 2010 6
Vol.39 No.3 Infrared and Laser Engineering Jun.2010
采用扩展外部编程方法优化设计APS 星敏感器光学系统
，
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吴 峰 ，沈为民
（1. 苏州大学 现代光学技术研究所， 江苏 苏州 215006 ；
2. 常州工学院 电子信息与电气工程学院， 江苏 常州 213002 ）
摘 要： 星敏感器是目前精度最高的姿态测量仪器，光学系统是其重要的组成部分。 首先介绍星
敏感器的工作原理，讨论星图识别过程中星像位置提取算法和星图识别算法，剖析光学系统的像差校
正、成像特性要求。 基于特殊的像质要求，兼顾优化速度，提出运用 ZEMAX 扩展外部编程以约束光线
的优化设计方案。 通过编写外部约束条件程序 使用动态数据交换技术实现外部程序和 软件
, ZEMAX
的通信，达到星敏感器光学系统的优化设计的目的。 然后针对设计指标焦距f =43.56 mm ，入瞳直径
D =27.3 mm ，全视场角为20° 的APS 星敏感器光学系统，采用该方案优化设计。 得到的星敏感器光学
系统，所有光学面都是球面，材料选用普通玻璃，具有像方远心的特点， 系统成像质量满足星图识别要
求。 仿真表明：运用ZEMAX 扩展外部编程优化设计星敏感器光学系统的方案快速有效。
关键词： 光学设计； 像差校正； 动态数据交换； ZEMAX 扩展； 星敏感器
中图分类号： TH741 文献标识码： A 文章编号： 1007-2276(2010)03-0506-06
Optimization and design of optical system for APS star sensor with
extension and external programming
，
1 2 1
WU Feng ，SHEN Wei -min
(1. Institute of Modern Optical Technology, Soochow University, Suzhou 215
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