紫外CCD敏感器头部电路系统的研究

介绍了我国探月工程之嫦娥一号卫星的紫外CCD敏感器系统的CCD电路的软硬件的开发研究．紫外CCD敏感器由光学结构、 CCD及处理线路、数据处理单元及其软件组成．入射光经光学系统后,照射在 CCD敏感元件,经视频处理电路处理后形成数字图像信号．数字图像信号保存在数据存储器中,由数据处理器进行分析处理．计算得到月球的中心并转换为探测器对月姿态角,其中紫外CCD敏感器头部电路包括CCD电路、时序电路、驱动电路、视频处理电路和电源电路．核心器件CCD采用E2V公司的CCD48-20芯片,文中重点介绍该CCD的时序、驱动和Smear等难点问题．

空间飞行器姿态控制用CCD敏感器——新一代姿态敏感器

本文简述了硅电荷耦合器件(Si-CCD)的工作原理,在此基础上,重点介绍了Si-CCD用于星敏感器和太阳敏感器时的优越性,并列举出国外将Si-CCD用于星敏感器和太阳敏感器的实例。着重阐述Si-CCD太阳敏感器的工作原理、光学系统、电子电路及提高分辨率的三种方法。

CCD太阳敏感器误差分析与补偿

介绍了星载CCD太阳敏感器的工作原理,用空间几何模型阐述了线阵CCD太阳敏感器测量两轴姿态信息的方法,进行了误差分析,建立了系统的误差补偿模型。通过标定试验,确定了模型参数,进行了物理补偿,同时针对系统的残差,提出了数学补偿的方法。测试结果表明敏感器实现了较高的测量精度,验证了误差补偿方法的有效性。

神舟八号飞船交会对接CCD光学成像敏感器

介绍了CCD光学成像敏感器的功能和组成,以及低噪声视频电路、高速数据处理平台、抗杂光干扰算法、杂光干扰地面试验验证方法等关键技术,并给出了相关测试结果.实际飞行结果表明,CCD光学成像敏感器相机各项指标满足任务书要求,在最后的对接段最远测量距离达164m,位置测量精度优于2mm,滚动轴姿态测量精度优于0.03°,横轴姿态精度优于0.1°,位置和姿态测量精度超过了世界先进水平.

基于交会对接CCD光学成像敏感器的双目测量算法

在空间交会对接近距离逼近阶段,CCD光学成像敏感器作为相对导航信息获取的主要测量敏感器,其测量性能直接关系到空间交会对接能否成功.针对适用于空间交会对接过程中CCD光学成像敏感器的双目测量算法展开研究,推导了基于主像机坐标系的双目测量算法计算公式,并重点对其抗干扰能力进行研究,最后对该双目测量算法进行了仿真分析并给出了仿真结果.

航天CCD太阳敏感器的发展与应用

CCD太阳敏感器是目前应用于航天飞行器姿态控制系统中的高精度姿态敏感器。本文简要介绍了CCD太阳敏感器的发展现状,对其发展趋势以及我国航天飞行器对其的应用需求进行了分析。

基于CPLD的CCD图像敏感器驱动时序设计

介绍了一种CCD图像敏感器——TCD142D,分析了其驱动时序信号,选用复杂可编程逻辑器件(CPLD)作为硬件设计平台,使用VHDL语言对驱动时序发生器进行了硬件描述,采用QuartusII对所设计的时序发生器进行了仿真,针对Altera公司的可编程逻辑器件EPM7064SLC44进行适配。实验结果表明,驱动时序发生器的设计是正确的,可以满足CCD工作驱动要求。

CCD星敏感器光学系统设计

介绍ＣＣＤ星敏感器用光学系统设计的参数选择，光学系统的设计光谱范围０．４８、０．８５μｍ；焦距为７５ｍｍ，Ｆ／１．４４，视场８．５°。该系统为复杂化的Ｐｅｔｚｖａｌ结构形式；以点列图能量集中度和能量重心偏评价光学系统的成像质量。所选用的ＣＣＤ芯片像元尺寸为２３μｍ×２３μｍ，像元数３８４×２８８，全视场内混色光点列图能量重心偏最大值１．６μｍ，对应于４．３９角秒。

CCD太阳敏感器大角度入射光能衰减模型

太阳敏感器的测量精度主要受地球反照的影响。通过建立大角度入射光能衰减模型,结合地球反照辐照度峰值的计算,从理论上说明了这种影响与太阳入射角的关系。以CCD太阳敏感器为例,当太阳出现在敏感器的视场边缘时,而地球反照处于最坏情况,地球反照和太阳在CCD上产生的辐照度具有可比性。最后提出了改进太阳敏感器的结构参数来减小地球反照对太阳敏感器测量影响的方法。

当前CCD星敏感器及其在航天中的应用

本文阐述了星敏感器的定义、分类;简要地介绍了CCD星敏感器的结构、工作原理和应用;重点介绍了美国、日本、英国和德国研制的几种有代表性的卫星、航天器等姿态测量用CCD星敏感器。

CCD太阳敏感器精度标定方法

介绍了CCD太阳敏感器的工作原理,对CCD太阳敏感器的误差进行分析,采用分段拟合的方法进行CCD太阳敏感器的精度标定。

基于Qt的船用CCD星敏感器导航系统仿真研究

针对星敏感器这种典型船用自主导航设备进行建模,在一定程度上利用软件模拟CCD星敏感器工作原理,感知由剧情平台所提供的船舶位置和姿态信息采用以太网作为同星敏感器导航设备的通信接口,通过仿真模型计算给出船舶当前姿态信息,采用以太网发送给综合导航驾驶台仿真软件进行综合显示。此仿真系统满足模拟星敏感器运行情况、跨平台和交互性等需求,目前已经成功应用于实际项目,具有良好应用价值。

CCD星敏感器在天文导航系统中的应用

本文介绍了基于星图匹配技术的新一代大视场天文导航原理和CCD星敏感器的基本工作原理，并对导航的精度做出理论计算，可适用于空中飞行器、舰船、陆用战车等武器装备，是天文导航今后的发展方向。

用KMP算法进行星敏感器星图识别的方法

CCD星敏感器的关键问题是星图识别。从字符串的模式匹配来考虑这个问题,先把星图通过高通滤波器,然后用0-1的方法建立导航星库,再采用KMP算法来进行星图识别。仿真结果表明该算法每区域的识别时间才0.2486ms,并且克服了在许多星等相近的亮星或星对角距很小的视域内识别率严重降低的缺点。该算法有很好的鲁棒性。

基于地球敏感器和加速度计的月球车自主定向算法研究

月球车定向是月球车导航的一个重要组成部分,它是月球车定位的基础和前提。针对这一问题,提出了一种适用于月球车长时间、长距离导航的绝对定向算法。该算法利用非线性最小二乘平差原理对CCD地球敏感器成像进行处理,实现了在月球表面CCD地球敏感器的矢量观测功能。结合加速度计的测角原理,实现了航向角确定。以理论分析和实际推算描述了该定向方法的具体实现过程,最后以仿真结果验证了该方案的可行性,为未来我国月球探测中月球车的实际应用提供了技术参考。

交会对接光学成像敏感器光点布局求解有效性研究

在自主交会对接的最后逼近段,CCD光学成像敏感器作为主要的导航敏感器,其测量的有效性直接关系到交会对接导航信息获取的准确性。目标标志器上的光点个数和光点布局是影响光学成像敏感器测量有效性的重要因素。本文首先给出四光点平面布局真伪解之间的转换关系,在此基础上对增加一个突出光点的五光点布局和增加两个突出光点的六光点布局求解的有效性进行理论分析,对四光点、五光点布局求解出现伪解的情况给出伪解判别条件和解决方法,并通过仿真验证了有效性。

基于CCD的太阳EUV射线成像探测系统

文中针对太阳日冕及色球层活动的EUV波段成像观测,采用E2V公司的CCD47-20光敏传感器,基于FPGA设计了一套读出电路系统,准确的还原并保持CCD采样图像。该系统模拟信号传输速率达到1 MHz,图像噪声低于10 e-,可以满足空间应用需求。

视场内导航星分布的预测

给出理想情况下视场内导航星分布模型的基础上，根据敏感器的星等门限和测量精度，进一步实现了存在星等误差情况下导航星分布的预测，使得该模型更为接近真实的情况．实验表明，采用该模型获得的分布与用MonteCarlo方法获得的统计分布极为接近，证明了该模型的正确性和有效性，从而得到了一种事先对视场内导航星分布作出较为准确估计的新的方法．

基于衍射光学的无人机飞行姿态控制方法

针对当前飞行姿态控制精度较低等问题,提出基于衍射光学的无人机飞行姿态控制方法。将衍射光学与CCD星敏感器内的光学系统模块相结合,构建折衍混合系统模块。考虑光阑与透镜的接触条件,利用折衍混合系统模块的衍射透镜,在CCD星敏感器较宽频段内消除恒星成像色差。利用CCD星敏感器中的恒星成像,通过获取恒星质心,识别、跟踪星图,估计姿态等计算获取天体空间中CCD星敏感器视轴的瞬间指向,得到无人机飞行坐标变换矩阵,实现无人机飞行姿态控制。仿真结果显示,所提方法能有效控制无人机飞行姿态,光学系统成像经衍射光学元件散焦处理后的不同视场在30微米中可汇总85%以上的能量,同时降低了二级光谱,成像质量高,提升了无人机飞行姿态控制精度。

LNG卸料臂自动对接方式研究

目前国内卸料臂操作主要由人手动遥控操作,因人的不确定因素增加了对接过程中发生事故的概率。CCD光学成像敏感器在空间交会对接最后逼近阶段起到主导作用。以此为参考对象,将CCD光学成像敏感器应用到LNG卸料臂最后对接过程中,实现卸料臂的自动对接。同时增加了激光测距传感器,辅助CCD光学成像敏感器系统完成对接,保证自动对接过程的安全要求。卸料臂实现自动对接能够减少人为参与,既能保证设备的安全又能保证人员的安全。