设计开发
星敏感器与船载雷达捷联测角系统设计
郭敬明
(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长券130033)
数事共与或用
摘要：为了提高船载雷达需达测角精度，实现雷达对中低轨日标的精密定住,本文设计了星敏感器与帮载捷联测角系统。本文介绍了系统组成工作原理以及详细设计。高精度星敏感器安装于雷达天线电轴附近，雷达在跟踪空间日标的同时，星敏感器实时拍摄天战指向附近星图，数字图像及通试指令通过光纤传输到能内数据处理计算机,数据处理计算机通过快造量图识别和日标定住获取雷达精确指向。试验结果表明：该系统可实现船载雷达对中低轨目标精密定住，精度优于10"
关键词：船载雷达星敏感器经纬仪
中图分类号：U666.11 1引言
文献标识码:A
星敏感器是一种高精度的资态测量装置，它通过探测天球上不同位置的恒星来确定载体姿态信息，且不随时间漂移，在航天器上已获得广泛乏应用。由于星敏感器具有低功耗、小尺寸、低成本、高精度的特点，其应用领域也逐步扩大，近年来，随着星敏感器地面应用技术的发展，船用星敏感器技术成为一个研究热点"。将星敏感器安装在雷达天线上，以指向精度高的星敏感器为精度基准，即提供一个不依赖雷达编码器的高精度角度测量基准，雷达和星敏感器同时跟踪空间目标，星敏感器实时拍摄雷达天线指向附近星图，通过快速星图识别、姿态确定等获取星敏感器视轴指向，然后，通过目标定位方法得到空间目标对应的姿态角，即天线精确指向。
空间目标
A
N
■星敏感器
图1星敏感器与船载需达捷联安装示意图
文章编号:1007-9416(2015)08-0168-02 2系统组成及工作原理
星敏感器与船载雷达捷联安装示意图如图1所示，星敏感器安装固定于雷达天线上，恒星通过天线上窗口成像在星敏感器CCD靶面上，因此，雷达跟踪空间目标时，星敏感器能够同步拍摄指向附近星图，可精确测量船载雷达的高精度指向。O一X,YZ为惯导甲板坐标系，是船载测量设备坐标基准。坐标原点O位于惯导三轴中心， X轴沿能解线指向船销，Y、轴垂直甲板向上，Z轴与X轴、Y轴成右手定则，指向右航。
星敏感器系统组成框图如围2所示。星敏感器采用相对较小视场、较高探测星等的方案。星相机选择高灵敏度的科学级微光探测相机实现对9等星的有效探测：光纤传输系统主要负责星相机和数据处理计算机之间的数据通信，PCI时统卡负责提供整个系统的外同步信号及时间信息：图像采集卡负责采集CameraLink接口图像到计算机内，存储星图，串口通信卡负责计算机与各分系统的通信指令传输；实时图像处理器实现图像的采集、连通性分析及星点目标提取功能，数据处理计算机负责与相机的通信、图像记录以及进行星识别和姿态计算等功能。
系统上电后，星相机完成星图采集，经光纤传输到船舱电控系统，实时图像处理器接收图像后，一路传给图像存储卡，将时间信息叠加到图像最后一行，再存人计算机便于事后数据处理，一路经阅值分割、连通性分析提取目标信息传给数据处理计算机，通过星图识别、姿态解算及目标定位等数据处理，实时解算空间目标位置。 3系统设计与实现
星敏感器的资态测量精度可由体斯公司的仿真评价公式估算：
=40=d0
DamratnkPe 兼发信号
光学系统
收稿日期：2015-07-21
高灵敏度星相机
机上系统
光纤传物口
上
控制获态
Vn
maalink图缘教发信号
控制
图2星敏感器系统组成图
(下)
像您存绪卡
中口通信实时图修处理器
作者简介：郭敬明(1985一),男，湖北剂州人,工学博士，助理研究莫，主要从事星敏感器和光电经纬仪设计和研究。 168
数据处理计算机机下系统
(1)