国防科技大学 理学院技术物理研究所,长沙 410073
运用“热-结构-光”耦合分析方法,计算典型星敏感器光学系统（6透镜光具组,f=56 mm,相对孔径1/1.3）恒星像斑理想质心位移和亚像元内插质心偏移量,研究温度分布对星敏感器测量准确度的影响.以20℃为光学系统标定温度,计算光学系统均匀温度分布、轴向温差分布和上下侧温差分布三种条件下,星敏感器测量误差.均匀分布温度变化20℃时,星敏感器测量误差约0.07″；轴向温差10℃和20℃时,测量误差分别约为0.17″和0.31″；上下侧温差仅2℃时,测量误差就高达1.46″.计算结果表明,上下侧温差分布对星敏感器准确度影响最大,均匀温度分布影响最小.
光学测量 星点定位误差 热-光学分析 星敏感器 Optical Measurement Measurement error of star Thermal-optical analysis Star tracker
1 国防科技大学理学院技术物理研究所，长沙 410073
2 北京控制工程研究所空间智能控制技术国家级重点实验室，北京 100080
光学系统星点定位精度是表征星敏感器性能的一个重要指标，像差对该精度有一定影响。分析光学系统像差对星点定位精度的影响，在计算典型中等精度星敏感器光学系统星点定位误差的基础上，提出用实际测得的星点光斑能量质心位置计算理想位置的误差补偿新方法。计算结果表明：像差对高精度（如角秒级）星敏感器姿态测量精度的影响不可忽略；采用星点定位误差补偿后，星敏感器三轴姿态测量误差RMS值分别为0.38″，0.38″，5.77″，仅为原来的1/17。
星敏感器 像差 星点定位误差 补偿 star sensor aberrations position error of star compensation
1 国防科技大学 理学院 技术物理研究所,长沙 410073
2 北京控制工程研究所 空间智能控制技术国家级重点实验室,北京 100080
环境温度对星敏感器测量精度有一定影响。运用光机结合方法,研究环境温度对星敏感器测量精度的影响。在计算典型星敏感器光学系统热效应引起的结构参数变化的基础上,分析了星敏感器星点定位误差。计算结果表明:在视场角0°附近,环境温度变化对星点定位精度影响较小;通过材料匹配,减小系统温度焦移系数,可以减小环境温度变化引起的星点定位误差。热补偿设计后,在环境温度-20～60℃范围内,星敏感器最大测量误差仅为0.02″,约为原系统的1/7。
星敏感器 热-光学分析 热设计 星点定位误差 star sensor thermal-optical analysis thermal design star position error
