大视场数字式太阳敏感器设计.pdfVIP

第 24卷 第 3期 传 感 技 术 学 报 V01．24 No．3 2011年 3月 CHINESEJOURNALOFSENSORSAND ACTUATORS Mar．2011 Design ofDigitalSun SensorwithLargeField TUBinjie。HANKe。WANGHao 。BA[Jian．)l Zhonghe (Department0厂InformationandElectronicsEngbwering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China) Abstract：A noveldesignofdigitalsun sensorwithlargefield ispresented．Theopticalsystem iscomposedofa filterandpanoramicannularlens．Thissun sensorhasthefollowingfeatures：largefield，simplestructureand low powerconsumption．Accordingtothemechanism ofthesunsensor，boththemodelandcalibrationofthesensorare givenbasedon theexperimentplatform．Inthisdesign，theparametersofthe sensormodelaredeterminedusing LMSmethod．Theauthorsdiscussedtheerroranalysisandremovesthesystem error．Theresultoftestingindicates thatthesunsenorhasalargefieldof120。×180。andaprecision of0．02。．and itcanmeettherequirementof attitudedeterminationsystem becausethissystem needsalargefield． Keywords：digitalsunsensor；largefield；panoramicannularlens；calibration EEACC：7230G；1265B doi：10．39690．issn．1004-1699．2011．03．005 大视场数字式太 阳敏感器设计 术 屠斌杰，韩 柯，王 昊 ，白 剑，金仲和 (浙江大学 信息与电子丁程学系，杭州 310027) 摘 要 ：提出了一种新型的大视场数字式太阳敏感器设计方法，其光学系统由全景环形光学镜头和滤光膜组成。该敏感器 具有视场大、结构简单及功耗低的特点．从丁作原理出发，建立了该敏感器模型，并利用搭建的实验平台，对敏感器进行精度 标定。设计中，采用非线性最小均办最优解米确定模型中的参数。对测量误差进行分析，消除系统误差后，敏感器的测量精 度 由0．4。提高到0．02。。测试结果表明此太阳敏感器具有 120。×180。的大视场和0．02。的测量精度，能很好满足视场要求较 高的姿态确定系统。 关键词：数字太阳敏感器；大视场；拿景环形光学镜头；标定 中图分类号 ：V448．2；TP212．1 文献标识码 ：A 文章编号 ：1004—1699(2011)03—0336-06 太阳敏感器是卫星姿态确定系统中干J分重要的 限制 ，普通数字式太 阳敏感器 的视场范 围一般在-4- 测量器件 。太阳敏感器通过测量太阳光线与卫星某 60。左右 ，当初始姿态角度不在视场范围内时，此类 一 体坐标之间的夹角，从而确定太阳在敏感器本体 太阳敏感器就无法正常工作。为 了解决这一问题 ， 坐标系中的位置 ，然后通过坐标矩 阵变换得到太 阳 国内外研究者提ffJ了一些增大数字式太阳敏感器的 在卫星本体坐标系中的位置，最终在卫星的姿态系 方案。如将多个