专利名称：一种数字太阳敏感器的误差修正方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于姿态传感器领域，涉及到航天器上姿态测量控制系统，尤其涉及一种 数字太阳敏感器的误差修正迭代方法及装置。
背景技术：
太阳敏感器的基本功能，是获取太阳矢量在与太阳敏感器相固联的星体坐标系中 的方位信息，主要用于空间飞行器的姿态测量、姿态确定与姿态控制。此外，它还用于太阳 望远镜一类有效载荷与太阳帆板的定向控制、星敏感器与红外地平仪的太阳保护控制、产 生开关和时标信号、确定自旋卫星的相位基准、测定卫星自旋转速等等。近年来，随着卫星对姿态控制精度要求的日益提高以及小卫星、皮卫星等微小卫 星的发展，太阳敏感器逐渐向着小型化、模块化、标准化、长寿命的方向发展，并且要求其具 有大视场、高精度和高可靠性，数字式太阳敏感器是能够满足这些要求的首选，因此，数字 式太阳敏感器必将成为太阳敏感器的发展趋势，世界各国也越来越注重数字式太阳敏感器 的发展。数字式太阳敏感器是通过计算太阳光线在探测器上相对中心的位置的偏差来计 算太阳光的角度的敏感器。如
图1、图2所示，单缝式数字太阳敏感器的基本原理，是当太阳 光线从不同角度入射时，在图像传感器阵列上得到一个狭缝的投影，即一个亮斑，通过质心 算法求得亮斑的几何中心坐标^与太阳角θ之间的关系是
权利要求
1.一种数字太阳敏感器的误差修正方法，包括以下步骤，第一步，确定光引入器在图像传感器上产生的光斑投影的中心与太阳光垂直入射时成 像点距离的理论测量值Γ与实际测量值1的比例修正系数k，
2.根据权利要求1所述的一种数字太阳敏感器的误差修正方法，其特征在于，将入射 太阳角的测量值先进行初步修正，迭代的初始角度选择初步修正后的值，所述的初步修正 是将测量值乘以1 , k0指的是估算角度误差修正系数，k0 = 1. 067。
3.一种数字太阳敏感器，包括光引入器(1)，光线通过光引入器(1)后照射到C⑶图像 传感器( 上，还包括控制模块(3)，控制模块C3)实现对所述CCD图像传感器O)的驱动 及曝光时间自动调节，然后将CCD图像传感器( 输出的像素灰度值进行AD采样和存储， 其特征在于，控制模块C3)集成有以下步骤，第一步，确定光引入器在图像传感器上产生的光斑投影的中心与太阳光垂直入射时成 像点距离的理论测量值Γ与实际测量值1的比例修正系数k，
4.根据权利要求3所述的一种数字太阳敏感器，其特征在于，所述光引入器(1)采取的 工艺是在玻璃上镀一层金属铬，然后在其上光刻出一个狭缝，该狭缝由三条单狭缝组成，其 中第一单狭缝与第二单狭缝平行等长方向一致且起始端连线垂直于第一单狭缝，第三单狭 缝将第一单狭缝的起始端与第二单狭缝的终端连接起来，或者第三单狭缝将第二单狭缝的 起始端与第一单狭缝的终端连接起来，即狭缝整体呈N形。
5.根据权利要求4所述的一种数字太阳敏感器，其特征在于，所述镀金属铬的厚度为 IOOnm0
6.根据权利要求3所述的一种数字太阳敏感器，其特征在于，所述CCD图像传感器(2) 为线阵CCD图像传感器。
7.根据权利要求3所述的一种数字太阳敏感器，其特征在于，所述控制模块C3)为单片机。
8.根据权利要求7所述的一种数字太阳敏感器，其特征在于，所述单片机为 C8051F021。
9.根据权利要求3所述的一种数字太阳敏感器，其特征在于，所述控制模块C3)通过接 口电路与上位机进行通信，输出修正后的值。
10.根据权利要求9所述的一种数字太阳敏感器，其特征在于，所述上位机指个人计算机。
全文摘要
一种数字太阳敏感器的误差修正方法，第一步，确定光引入器在图像传感器上产生的光斑投影的中心与太阳光垂直入射时成像点距离的理论测量值与实际测量值的比例修正系数，第二步，建立迭代方程，第三步，迭代计算修正误差，迭代的初始角度选择入射太阳角的测量值，收敛后得到角度的值，即可求得第一步中的修正系数，最后利用对测量值根据第一步的公式进行修正，即可得到理论测量值；本发明还提供了一种基于本方法的数字太阳敏感器，能够快速准确修正误差，其分辨率可以达到0.02°，两轴视场角均可达到120°，大大降低了功耗并提高了数据刷新率，降低了成本，实现了在大视场角的范围内的高精度太阳角测量。
文档编号G01C25/00GK102135435SQ20101060353
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者卫旻嵩, 尤政, 李滨, 邢飞 申请人:清华大学