全天时星敏感器光学响应波段优化设计及试验验证

随着红外传感器技术的飞速发展,全天时星敏感器白昼观星效果明显提升,传统宽光学响应带宽设计引起的成像色差、信噪比下降,逐步成为限制其精度进一步提升的瓶颈之一。根据近红外波段大气窗口特性,选择合适波段作为全天时星敏感器光学响应波段可有效缓解此类问题。为此,首先建立了全天时星敏感器不同光学响应波段0等星信噪比模型,在此基础上,利用modtran软件仿真计算相关波段大气参数,结合不同波段恒星分布密度,分析了全天时星敏感器采用不同光学响应波段探测恒星数量、分布密度及定姿成功率,并利用白昼测星平台开展了验证试验。结果表明:同等硬件条件下H波段为全天时星敏感器最优光学响应波段,整体恒星探测能力约为R、I、J波段的17倍、10倍和2倍,定姿成功率也有明显优势。

航天传感器响应波段星等计算方法

精确的恒星星等信息是开展导航星表建立、航天器定姿、红外相机定标等工作的基础,现有公开星表涵盖测光波段不全且带宽普遍较窄,难以找到与任务传感器响应波段相匹配的星等信息。为此提出了一种基于恒星辐射光谱的传感器响应波段星等计算方法。该方法利用公开星表数据信息,建立星表测光波段与传感器响应波段星等差值模型,对星表星等与传感器响应波段星等差值进行估算;将色指数计算的恒星近似表面温度作为先验信息,在传感器响应波段区间进行普朗克方程求解,进而推算恒星在传感器响应波段的星等。星表数据计算验证表明,该方法具有较好的稳健性和适应性,对传感器响应波段星等推导精度为0.066等(1δ),93.3%恒星推算误差优于0.2等,可满足导航星表建立、航天器定姿、红外相机定标等应用需求。