一、大视场、高精度数字式太阳敏感器（论文文献综述）
李瑞金[1]（2021）在《卫星遥感点光源辐射标校方法与系统研究》文中研究表明卫星遥感在国民经济、社会生活和国家安全等诸多方面得到广泛应用,其应用效能很大程度上取决于遥感数据定量化水平,而卫星遥感器MTF在轨检测和辐射定标是卫星遥感定量化基础。以场地为观测目标的替代定标作为卫星定标三类手段之一,具有对在轨卫星整个生命周期进行高精度检测与定标的技术优势。替代定标主要以大面积均匀场、人工靶标或点光源作为参照目标。基于自然环境的大面积均匀场较为偏远、人工靶标存在铺设费力和表面易老化等问题,难以作为高频次、常规化的长期定标参照目标,而点光源法由凸面镜组构成,具有克服上述不足的潜在优势,在未来卫星在轨定标中具有重要应用前景。由凸面镜构成的点光源,其指向精度决定着凸面镜口径和重量需求;对点光源指向的网络化远程控制是定标常规化的基础,因此,基于点光源定标与MTF检测的高频次、常规化问题主要就是指向精度与网络化控制问题。本论文就点光源网络化远程控制系统研制和高精度指向标校方法等问题开展研究。依据点光源的多能级梯度阵列特点和高频次、常规化定标需求,提出了基于网络化远程控制、高精度点光源阵列指向跟踪的设想,进行了相应点光源辐射定标系统软硬件方案设计,研制了一套场地替代定标点光源系统,使其具有自动化跟踪、网络化协同工作特点,具备在不同纬度、不同季节、不同分辨率卫星条件下,均可作为在轨辐射定标和MTF检测参照目标的普适性功能。针对点光源系统面临着相机、点光源、大地和太阳等单元相互独立、而又应具备高精度指向的应用需求问题,研发了基于太阳矢量,将反射镜坐标系下的任意矢量通过坐标变换关系转换到当地坐标系的算法,以此形成坐标体系的整体性。在此基础上构建了高精度标校模型,并通过反解模型求解法、太阳图像质心比对法和坐标旋转变换矩阵法,验证与完善了标校模型,实现所研点光源定标系统在当地坐标体系下的高精度指向能力。在实现点光源系统高精度标校能力基础上,为达到基于点光源MTF检测与定标的高频次、常规化、自动化应用目标,本文进一步提出了在点光源系统上增设自动相机的构想,并开展了基于反射镜与相机几何关系的自动化标校模型研究,以此确定太阳图像质心与反射镜法向之间的定量联系,并通过实验,检验并完善了该系统指向太阳的高精度自动调节能力。在点光源辐射定标系统研制、点光源系统的高精度标校和标校过程自动化研究的基础上,开展了一系列点光源指向实验。模型分析与跟踪太阳实验比对结果表明,俯仰角误差标准差为0.017°,方位角误差标准差为0.031°,质心对比均方根误差分别为X轴像素均方根误差为2.099 pixel,Y轴像素均方根误差0.868 pixel,对应像素角分辨率误差为0.037°、0.014°,综合角分辨率误差为0.040°。实验结果显示模型解算值与实际测量数据具有较好的一致性,能够满足基于点光源系统的MTF检测与辐射定标需求。
查杨生[2]（2019）在《微纳卫星太阳敏感器设计与试验研究》文中认为微纳卫星的姿态确定与控制系统的稳定性,是星上能源获取、通信天线指向、遥感相机视轴稳定等任务的前提。微纳卫星的质量、体积等限制使得对单机部组件有苛刻的限制要求。根据任务需求,本文对中等精度的模拟式太阳敏感器和高精度的数字式太阳敏感器展开了研究,旨在设计出质量轻、体积小、处理算法简单的太阳敏感器。通过对国内外太阳敏感器的研究现状进行调研,明确了适用于微纳卫星用太阳敏感器的性能需求,并以某六单元遥感立方星的姿态测量任务为目标,结合太阳敏感器测量姿态的过程,给出了总体设计依据的分析。其次设计出了一款质量轻、体积小且满足工程任务需求的模拟式太阳敏感器。确定了合适的通光孔尺寸,设计了采集、接口扩展、转压、开关电路,对结构上的中心偏移、旋转、通光孔厚度干扰进行了详细分析,并建立了误差补偿模型,提出了一种基于牛顿法求解参数的方法。质心算法是数字太敏的关键算法。本文针对数字式太阳敏感器,设计了一种抗噪性能强的质心提取算法。通过MATLAB生成质心位置已知的太阳仿真图作为输入源,利用边缘检测获取边缘点坐标。对于不同类型的噪点,本文采用基于滤波、连通域、迭代筛选三种不同方法剔除。根据剩余的有效边缘点坐标拟合,从而求得质心的位置。通过与传统的重心法对比,验证了本文算法的可行性。最后本文搭建了便携式室外测试平台,给出了试验测试方案。对本文设计的模拟式太阳敏感器展开了试验,通过对试验数据的分析,初步认为测量精度优于1°,满足设计指标。
朱振涛[3]（2017）在《角秒级高精度太阳敏感器研究》文中研究指明随着我国空间科学的不断发展,对太阳科学研究的不断深入,已经进入高分辨率高精度的观测阶段。针对高分辨率的要求,传统高精度太阳敏感器已经不能满足对日成像的太阳望远镜等卫星的角秒级高精度定姿的需求。在对日观测的应用背景下,本文提出了一种小视场,角秒级高精度的太阳敏感器的设计与实现。本文结合国内外高精度太阳敏感器的研究经验,针对角秒级高精度测量和高响应速度的要求,在比较了面阵探测器和硅光二极管探测器等探测器的特性和优劣势之后,选择了十字差动式硅光二极管探测器作为太阳敏感器的光电敏感元件。角秒级高精度太阳敏感器主要由光机结构和电子学系统两部分构成。角秒级高精度太阳敏感器由十字差动式探测器将光信号转换为电信号,经过信号采集电路和信息处理电路,完成系统误差矫正和补偿后,计算得到太阳角度值的数字量作为输出信息。在研究中对影响测量精度的各种因素进行了分析计算,通过内参数建模分析、外参数建模分析和线性回归等方法对系统误差进行了矫正和补偿,分析验证了系统测量精度。本文完成了原理样机的研制后,在实验室的太阳模拟器和高精度二维转台组成的地面测试系统上进行了标定和测试;且在外场完成了在真实太阳下的测试。经过实验室和外场的测试,验证了本文所研制的角秒级高精度太阳敏感器的各项性能指标达到了预期的指标要求:分辨率为0.3″,测量精度优于2″,视场达到1°×1°。
丁泽伟[4]（2014）在《面向微小卫星的超大视场敏感器研究》文中研究说明姿态确定与控制系统（ADCS）是卫星重要的组成部分,它的主要功能是实现卫星在空间特定坐标系中的姿态稳定。太阳敏感器和地球敏感器已经普遍应用于各航天领域。本实验室研究了面向小卫星的太阳敏感器和地球敏感器,目前太阳敏感器已能够实现超大视场和低功耗,但是镜头畸变严重无法实现高精度。地球敏感器原理已经得到验证,各模块算法已经成熟,但是没有实现工程化。在此基础上,本文分别对太阳敏感器以及地球敏感器进行了研究。首先对太阳敏感器进行了硬件以及代码的优化,以提高效率和可靠性。其次针对太阳敏感器精度不足的状况,研究了镜头畸变模型、畸变标定原理以及方法,搭建了完整的标定平台。通过拟合畸变函数,得到更高精度的超大视场太阳敏感器。设计实现了全景红外地球敏感器的样机,并在此基础上对样机进行了畸变标定和精度测试,测试结果表明样机达到设计指标。本研究中,超大视场太阳敏感器以及全景红外地球敏感器均包括光学系统、数字处理电路以及软件三大块。其中光学系统由前端的超大视场镜头、后端的图像传感器和一些安装结构件组成。本研究采用的超大视场镜头有鱼眼镜头和红外全景环形镜头两种,分别用于太阳可见光敏感器和地球红外敏感器。图像处理模块采用了具备高灵活性、低功耗等特点的图像传感器。整个数字处理电路的选型和设计遵循低功耗原则。软件设计遵循高可靠性以及易用性原则。由于大视场镜头存在成像关系畸变的问题,本论文重点研究了其畸变标定模型以及标定方法,结合镜头的应用特点以及实验室现有环境设备,研究出了独特的镜头畸变标定方法,给出了畸变拟合函数。最终的测试结果表明太阳敏感器精度可达0.05。,功耗小于200mW,地球敏感器精度优于0.1。,功耗1.2W。
卫旻嵩,邢飞,李滨,尤政[5]（2013）在《N形缝光线引入器太阳敏感器技术研究》文中认为为适应微小卫星发展的需求,提出了基于线阵电荷耦合器（Charge-Coupled Devices,CCD）的N字形狭缝数字太阳敏感器研究方案,以减小系统功耗并降低系统复杂度。该方案通过采用带有N字形狭缝的光线引入器以及单个线阵CCD作为光线探测器,实现了太阳敏感器对两轴太阳角的精确计算。提出利用迭代算法和修正系数对系统折射误差进行修正的方法,进一步结合质心算法,能够快速准确修正系统误差,提高系统精度和分辨率。N型数字太阳敏感器视场角可达（±60°）×（±60°）,在整个视场范围内定姿精度优于0.1°,功耗300mW。该数字太阳敏感器具有低功耗、大视场角和高精度的特点,设计、算法均大大简化,实现了太阳敏感器的微型化,在各种微小卫星上有广阔的应用前景。
杜志强,席红霞[6]（2013）在《数字太阳敏感器高精度电激励信号源设计》文中指出介绍了一种数字太阳敏感器的电激励测试系统的设计。设计中采用FPGA为数据处理、时序控制核心,采用数模转换器以及运算放大器构成模拟输出模块,采用串口与上位机进行通信。设计采用一种整体偏移的方法来模拟仿真太阳敏感器的图像探测器的输出。系统输出的电信号满足太阳敏感器大视场、高精度的要求,目前数字式太阳敏感器高精度电激励信号源系统已经在太阳敏感器研制过程中的地检实验中得到应用。
王俊[7]（2013）在《太阳敏感器设计实现》文中研究表明太阳敏感器作为卫星姿态确定与控制系统中最为重要的敏感器已经得到十分广泛的应用,也发展出了各种类型的太阳敏感器以满足不同的应用需求。但随着近十年来以皮卫星为代表的微小卫星的快速发展,原有的太阳敏感器难以满足皮卫星对体积、功耗等的苛刻要求,因而开发新一代微型化的太阳敏感器变得十分重要。本研究即以皮卫星的实际特点为基础,对原有的数字式和模拟式太阳敏感器进行优化和改进,设计出具有小体积、低功耗、大视场角、高精度等特点的太阳敏感器,使其能够充分满足新型皮卫星的应用要求。通常而言普通模拟太阳敏感器的精度不高,抗干扰能力较弱。本文在现有的研究基础之上,全面而详细的分析了四象限差动式模拟太阳敏感器各项参数的意义及联系,在实际设计中使其能够达到最佳平衡点。同时对敏感器的各项误差进行了定量的分析,提出了误差的补偿公式,并改进了敏感器的电路结构,使其具有了更高的测量精度,并提升了体积、功耗等性能指标。原有的基于全景环形镜头的数字太阳敏感器具有环形全景的视场角,但其中心锥形区域却是盲区,因而其实际视场角为120°×360°,本文以全景鱼眼镜头替换原有的全景环形镜头,使其达到真正的全景视场角180°×360°,为了同时能够获得更高的精度,本文从光学成像系统和质心算法两部分入手,努力提高敏感器的成像质量和算法精度,使敏感器达到了具有大视场角、高精度等特点。本文研究的敏感器实现了低功耗、小体积等特点,特别的在敏感器的测量精度和视场角上实现了较大提升,为下一代皮卫星姿态确定系统的设计提供了重要的保证。
施蕾,周凯,张建福,孙强,吴一帆[8]（2012）在《基于FPGA的小型化太阳敏感器图像采集与处理方法》文中指出介绍一种适用于小型化太阳敏感器图像数据采集及处理系统的实现方法.系统设计使用了抗辐射加固COMS APS图像传感器芯片和现场可编程门阵列（FPGA）,利用FPGA实现了对图像传感器芯片的控制和对图像数据的检测、采集、缓冲、预处理以及传输,同时协调系统各部分的工作.最后,给出了这种小型化太阳敏感器的标定结果,试验结果表明各项指标可以基本达到国际航天同类产品设计水平.
屠斌杰,韩柯,王昊,白剑,金仲和[9]（2011）在《大视场数字式太阳敏感器设计》文中研究说明提出了一种新型的大视场数字式太阳敏感器设计方法,其光学系统由全景环形光学镜头和滤光膜组成。该敏感器具有视场大、结构简单及功耗低的特点。从工作原理出发,建立了该敏感器模型,并利用搭建的实验平台,对敏感器进行精度标定。设计中,采用非线性最小均方最优解来确定模型中的参数。对测量误差进行分析,消除系统误差后,敏感器的测量精度由0.4°提高到0.02°。测试结果表明此太阳敏感器具有120°×180°的大视场和0.02°的测量精度,能很好满足视场要求较高的姿态确定系统。
屠斌杰[10]（2011）在《基于全景镜头的数字式太阳敏感器研究》文中指出太阳敏感器作为一种重要的姿态确定传感器,已经被广泛应用于卫星等航天器的姿态确定系统中。数字式太阳敏感器作为太阳敏感器的一种实现方式,具有精度高、抗干扰能力强的特点。普通的数字式太阳敏感器通常采用太阳平行光线经MEMS掩膜上小孔成像的原理,来实现太阳角度的测量,由于图像传感器像平面尺寸和精度的束缚,这些敏感器的视场范围一般在±60°左右,当太阳角度超出视场范围时,敏感器就无法正常工作。针对普通数字式太阳敏感器的不足,本文提出了一种适合于微小卫星姿态确定系统应用的数字式太阳敏感器设计方法,该敏感器采用了浙江大学研制的全景环形镜头,具有120°×180°的大视场范围,同时由于采用了外围电路简单且功耗低的CMOS图像传感器作为敏感器的光探测器件,使得该敏感器具有较低的系统功耗。此外,在兼顾系统精度和繁杂度的基础上,文中提出了一种简易、灵活的设计方法,简化了系统硬件设计,从而进一步降低了系统功耗,缩小了系统体积。文中对基于全景环形镜头的数字式太阳敏感器工作原理进行了分析,比较了其与普通敏感器之间的异同。在工作原理基础上,本文提出了包括光学系统设计、器件选型及硬件设计在内的系统设计方案。然后,文中着重介绍了数字信号处理部分的设计,该部分由XILINX公司的Spartan 3A系列FPGA （Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列）和Silicon Laboratories公司生产的微控制器实现。在此设计基础上,文中创建了该敏感器模型,并提出了求解模型参数的方法。此外,为了完成敏感器的标定与测试,文章还介绍了自动化标定、测试实验平台的搭建方法。最后,本文在该实验平台基础上对敏感器进行了标定和测试工作,同时还对实验结果进行了分析,给出了系统的实测指标。实验测试结果表明该太阳敏感器的视场、精度、功耗和体积均满足微小卫星定姿系统的要求。
二、大视场、高精度数字式太阳敏感器（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、大视场、高精度数字式太阳敏感器（论文提纲范文）
（1）卫星遥感点光源辐射标校方法与系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 卫星辐射定标与在轨MTF检测 |
| 1.2.2 点光源定标设备的发展现状 |
| 1.2.3 点光源标校方法发展现状 |
| 1.2.4 文献调研小结 |
| 1.3 论文研究目标及内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第2章 辐射定标及在轨检测原理 |
| 2.1 光学辐射度量与传递函数 |
| 2.1.1 光学辐射度量 |
| 2.1.2 光学传递函数 |
| 2.2 场地定标原理 |
| 2.2.1 场地定标方法 |
| 2.2.2 辐射传输过程 |
| 2.2.3 遥感数据定标 |
| 2.3 镜反射原理 |
| 2.4 点光源MTF检测原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 点光源辐射定标原理与系统研究 |
| 3.1 点光源辐射定标原理 |
| 3.1.1 点源阵列在轨辐射定标理论 |
| 3.1.2 点光源等效辐亮度物理意义 |
| 3.1.3 点光源反射镜组合设计原理 |
| 3.1.4 点光源阵列定标系数解算 |
| 3.2 点光源定标系统总体方案 |
| 3.2.1 需求分析与总体方案 |
| 3.2.2 主要性能参数 |
| 3.3 点光源定标系统硬件设计 |
| 3.3.1 光机系统关键技术分析 |
| 3.3.2 电子学系统硬件设计 |
| 3.3.3 多设备网络架构 |
| 3.3.4 光机系统装调 |
| 3.4 点光源定标系统软件设计 |
| 3.4.1 电子学系统软件方案 |
| 3.4.2 上位机软件设计及网络通信 |
| 3.4.3 标校控制算法与标校验证方法 |
| 3.4.4 反射镜法向矢量控制算法 |
| 3.5 性能测试与分析 |
| 3.5.1 凸面镜多角度光谱反射率性能测试与分析 |
| 3.5.2 太阳敏感器性能测试与分析 |
| 3.5.3 系统低频驱动性能测试与分析 |
| 3.5.4 运动控制性能测试与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 点光源定标系统标校建模研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 几何误差描述及坐标系的建立与变换 |
| 4.2.1 空间参考坐标系 |
| 4.2.2 空间坐标系变换 |
| 4.3 点光源标校建模原理 |
| 4.4 基于太阳矢量的点光源标校模型的建立 |
| 4.4.1 标校模型的建立 |
| 4.4.2 模型的验证与解算 |
| 4.5 基于相机的反射镜法向标校模型的建立 |
| 4.5.1 反射镜法向标校模型的建立 |
| 4.5.2 模型已知参数求解算法 |
| 4.6 基于相机的高精度自动化标校模型的建立 |
| 4.6.1 基本标校模型的建立 |
| 4.6.2 高精度标校模型的建立 |
| 4.6.3 标校模型的解算与反解目标值算法 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 点光源定标系统跟踪能力实验与分析 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 模型的实验验证分析 |
| 5.2.1 基于太阳矢量的标校模型实验验证分析 |
| 5.2.2 反射镜法向标校模型实验验证分析 |
| 5.2.3 高精度自动化标校模型的验证分析 |
| 5.3 系统精度分析 |
| 5.3.1 系统精度评估方法 |
| 5.3.2 系统运动控制精度评估 |
| 5.3.3 图像质心算法精度分析 |
| 5.3.4 相机标校精度分析 |
| 5.3.5 系统标校不确定度分析 |
| 5.4 点光源在轨辐射定标实验设计 |
| 5.4.1 大气透过率 |
| 5.4.2 镜面反射率 |
| 5.4.3 系统PSF检测 |
| 5.4.4 反射镜响应DN值 |
| 5.4.5 辐射定标理论精度评估 |
| 5.4.6 MTF数据处理算法 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 存在的问题与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（2）微纳卫星太阳敏感器设计与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 太阳敏感器的分类 |
| 1.2.2 太阳敏感器的构成 |
| 1.2.3 国内外研究现状 |
| 1.3 本论文研究意义 |
| 1.4 本论文研究内容 |
| 2 姿态测量基础与设计需求 |
| 2.1 卫星姿态描述 |
| 2.1.1 卫星参考坐标系的定义及转换 |
| 2.1.2 坐标转换 |
| 2.1.3 姿态描述 |
| 2.2 姿态测量过程 |
| 2.3 总体设计 |
| 2.3.1 模拟式太阳敏感器 |
| 2.3.2 数字式太阳敏感器 |
| 3 模拟式太阳敏感器 |
| 3.1 工作原理 |
| 3.2 结构设计 |
| 3.2.1 光学头部端盖设计 |
| 3.2.2 光电池片设计 |
| 3.2.3 后盖设计 |
| 3.2.4 效果图 |
| 3.3 采样电路设计 |
| 3.3.1 光电池片仿真分析 |
| 3.3.2 典型光电转换电路 |
| 3.3.3 采集电路设计 |
| 3.3.4 接口电路设计 |
| 3.3.5 PCB设计 |
| 3.4 误差源分析及仿真 |
| 3.4.1 中心偏移 |
| 3.4.2 电池片旋转 |
| 3.4.3 通光孔厚度 |
| 3.4.4 计算模型精度仿真 |
| 3.5 干扰参数估计与求解 |
| 3.5.1 计算补偿模型设计 |
| 3.5.2 中心偏移参数的估计 |
| 3.5.3 牛顿法求解偏移参数 |
| 4 数字太敏质心算法设计 |
| 4.1 算法分析及设计 |
| 4.1.1 权值法 |
| 4.1.2 曲面拟合法 |
| 4.1.3 圆拟合法 |
| 4.1.4 算法设计 |
| 4.2 边缘检测 |
| 4.2.1 图像生成 |
| 4.2.2 滤波处理 |
| 4.2.3 边缘点提取 |
| 4.3 非边缘点去除 |
| 4.3.1 连通域 |
| 4.3.2 标记实现 |
| 4.4 质心求解及仿真结果对比 |
| 4.4.1 质心拟合原理 |
| 4.4.2 实现过程 |
| 5 试验设计与数据分析 |
| 5.1 试验方案设计 |
| 5.2 室外测试平台搭建 |
| 5.2.1 关键仪器部件的选型 |
| 5.2.2 操作步骤 |
| 5.3 试验分析 |
| 5.3.1 电路精度测试 |
| 5.3.2 室外动态测试 |
| 5.3.3 室外静态测试 |
| 6 总结和展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（3）角秒级高精度太阳敏感器研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 太阳敏感器的发展概况 |
| 1.2.2 大视场高精度太阳敏感器 |
| 1.2.3 小视场角秒级高精度太阳敏感器 |
| 1.3 太阳敏感器的工作原理 |
| 1.3.1 基于小孔视场光栏的数字太阳敏感器工作原理 |
| 1.3.2 基于矩形视场光栏的模拟太阳敏感器工作原理 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第2章 角秒级太敏设计方案 |
| 2.1 总体方案介绍 |
| 2.2 光机结构与探测器设计 |
| 2.2.1 基于面阵光敏探测器的位置敏感器 |
| 2.2.2 基于硅光二极管的位置敏感器件 |
| 2.2.3 基于十字差动式探测器的太阳敏感器的灵敏度分析 |
| 2.3 电子学系统设计 |
| 2.3.1 硅光二极管的伏安特性 |
| 2.3.2 跨阻放大电路的设计 |
| 2.3.3 模数转换电路设计 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 角秒级太敏的测量模型 |
| 3.1 角秒级太敏的各主要误差分析 |
| 3.1.1 硅光二极管的非均匀性和非一致性带来的影响 |
| 3.1.2 视场光栏边缘的非线性带来的影响 |
| 3.1.3 硅光二极管的安装不对称影响 |
| 3.1.4 放大电路中反馈电阻阻值不匹配与硅光二极管宽度公差的影响 |
| 3.1.5 电子学系统噪声带来的误差 |
| 3.2 角秒级太敏的内参数建模 |
| 3.3 角秒级太敏的外参数建模 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 角秒级太敏的地面测试 |
| 4.1 测试系统需求分析 |
| 4.2 电子学噪声测试 |
| 4.3 在实验室环境下的测试 |
| 4.4 在外场环境下的测试 |
| 4.5 测试结果分析与总结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）面向微小卫星的超大视场敏感器研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 地球敏感器 |
| 1.2.2 数字太阳敏感器 |
| 1.3 研究内容及意义 |
| 2 全景数字太阳敏感器 |
| 2.1 光学系统 |
| 2.1.1 坐标系设定 |
| 2.1.2 可见光鱼眼镜头 |
| 2.1.3 可见光CMOS图像传感器 |
| 2.1.4 衰减片 |
| 2.2 数据处理电路 |
| 2.2.1 器件选型 |
| 2.2.2 接口设计 |
| 2.2.3 可靠性设计 |
| 2.3 软件流程 |
| 2.3.1 MCU软件流程 |
| 2.3.2 CPLD流程 |
| 2.4 处理算法 |
| 2.4.1 太阳光斑处理 |
| 2.4.2 角度矢量计算 |
| 2.5 意外情况分析处理 |
| 2.6 镜头畸变标定 |
| 2.6.1 标定方法简介 |
| 2.6.2 本文所用标定方法 |
| 2.6.3 标定平台搭建 |
| 2.6.4 标定板设计 |
| 2.6.5 可重复性验证 |
| 2.7 光学中心标定 |
| 2.7.1 标定方法 |
| 2.7.2 静态标定法 |
| 2.7.3 动态标定法 |
| 2.8 径向畸变标定 |
| 2.8.1 标定方法 |
| 2.8.2 圆斑参照物标定 |
| 2.8.3 模拟光源参照物标定 |
| 2.8.4 成像关系确定 |
| 2.8.5 误差分析 |
| 2.9 测试结果与分析 |
| 2.9.1 精度测试 |
| 2.9.2 误差分析 |
| 2.10 本章小结 |
| 3 全景红外地球敏感器 |
| 3.1.1 光学系统 |
| 3.1.2 红外全景环形镜头 |
| 3.1.3 红外模组 |
| 3.2 数据处理电路 |
| 3.2.1 器件选型 |
| 3.2.2 接口设计 |
| 3.3 软件流程 |
| 3.3.1 DSP软件流程 |
| 3.3.2 CPLD流程 |
| 3.4 处理算法 |
| 3.4.1 图像对比增强 |
| 3.4.2 图像边缘提取 |
| 3.4.3 图像消畸变 |
| 3.4.4 干扰点去除 |
| 3.4.5 Hough变换 |
| 3.4.6 最小二乘法 |
| 3.5 意外情况分析处理 |
| 3.6 镜头畸变标定 |
| 3.6.1 红外地球模拟器设计 |
| 3.6.2 可重复性验证 |
| 3.7 镜头中心标定 |
| 3.8 径向畸变标定 |
| 3.9 测试结果与分析 |
| 3.9.1 精度测试 |
| 3.9.2 误差分析 |
| 3.10 本章小结 |
| 4 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（5）N形缝光线引入器太阳敏感器技术研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 系统原理及建模 |
| 2 N字型光线引入器关键参数分析 |
| 2.1 系统组成 |
| 2.2 光线引入器设计 |
| 3 系统精度分析与实现方法 |
| 3.1 精度分析 |
| 3.2 高精度快速实现方法 |
| 4 实验测试 |
| 5 结论 |
（6）数字太阳敏感器高精度电激励信号源设计（论文提纲范文）
| 1 系统总体设计 |
| 2 系统硬件设计 |
| 2.1 系统结构 |
| 2.2 模拟量输出模块 |
| 2.3 系统与太阳敏感器间信号传输 |
| 3 系统程序设计与实验结果 |
| 3.1 亮斑形状 |
| 3.2 实验结果分析 |
| 4 结束语 |
（7）太阳敏感器设计实现（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 目次 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 课题研究的目的及意义 |
| 1.3 太阳敏感器分类及研究现状 |
| 1.3.1 模拟式太阳敏感器 |
| 1.3.2 数字式太阳敏感器 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 差动式模拟太阳敏感器 |
| 2.1 原理分析 |
| 2.2 遮光罩设计 |
| 2.3 检测电路设计 |
| 2.3.1 硅光太阳能电池特性 |
| 2.3.2 检测电路分析 |
| 2.4 敏感器设计参数分析 |
| 2.5 敏感器实验分析 |
| 2.5.1 标定实验 |
| 2.5.2 温度实验 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 全景数字式太阳敏感器 |
| 3.1 全景光学镜头分析 |
| 3.1.1 全景环形成像镜头 |
| 3.1.2 鱼眼镜头 |
| 3.2 鱼眼成像系统 |
| 3.3 成像系统参数标定 |
| 3.3.1 图像中心标定 |
| 3.3.2 成像公式标定 |
| 3.4 质心算法分析 |
| 3.4.1 算法分析 |
| 3.4.2 设计改进 |
| 3.5 电路架构分析 |
| 3.5.1 器件选型 |
| 3.5.2 接口设计 |
| 3.6 软件设计 |
| 3.7 实验分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（8）基于FPGA的小型化太阳敏感器图像采集与处理方法（论文提纲范文）
| 1 小型化太阳敏感器系统的发展现状 |
| 1.1 太阳敏感器 |
| 1.2 图像采集与处理系统 |
| 2 新型太阳敏感器工作原理 |
| 3 利用FPGA实现图像采集与处理系统 |
| 3.1 系统结构设计 |
| 3.2 基于FPGA的图像采集方法 |
| 3.3 基于FPGA的图像处理方法 |
| 3.3.1 图像预处理算法 |
| 3.3.2 太阳光斑定位算法 |
| 3.3.3 利用FPGA实现太阳光斑定位 |
| 4 试验验证及标定结果 |
| 4.1 试验验证 |
| 4.2 标定结果 |
| 5 结 论 |
（9）大视场数字式太阳敏感器设计（论文提纲范文）
| 1 系统设计 |
| 1.1 传统数字式太阳敏感器设计 |
| 1.2 全景环形光学镜头介绍 |
| 1.3 大视场数字式太阳敏感器设计 |
| 2 系统实现 |
| 2.1 光学系统 |
| 2.2 图像传感器 |
| 2.3 FPGA逻辑和单片机软件 |
| 3 标定与测试 |
| 3.1 敏感器真实模型 |
| 3.2 标定测试平台 |
| 3.3 传感器模型参数确定及精度测试 |
| 4 结论 |
（10）基于全景镜头的数字式太阳敏感器研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 目次 |
| 1. 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 课题研究的目的及意义 |
| 1.3 太阳敏感器分类 |
| 1.3.1 模拟式太阳敏感器 |
| 1.3.2 数字式太阳敏感器 |
| 1.4 太阳敏感器研究现状概述 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2. 太阳敏感器工作原理 |
| 2.1 普通数字式太阳敏感器原理 |
| 2.2 本文研究的数字式太阳敏感器原理 |
| 2.2.1 全景环形光学镜头 |
| 2.2.2 工作原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 3. 太阳敏感器方案设计 |
| 3.1 系统结构 |
| 3.2 光学系统设计 |
| 3.3 器件选型 |
| 3.3.1 CMOS图像传感器选型 |
| 3.3.2 数字逻辑器件选型 |
| 3.3.3 微控制器选型 |
| 3.4 本章小结 |
| 4. 太阳敏感器硬件设计实现 |
| 4.1 硬件接口 |
| 4.1.1 FPGA与OV2640接口 |
| 4.1.2 微控制器与OV2640接口 |
| 4.1.3 FPGA与微控制器接口 |
| 4.2 FPGA内部逻辑 |
| 4.2.1 图像数据采集模块 |
| 4.2.2 背景亮度提取模块 |
| 4.2.3 质心求解模块 |
| 4.3 本章小结 |
| 5. 太阳敏感器软件设计实现 |
| 5.1 OV2640驱动程序 |
| 5.2 通信程序 |
| 5.2.1 微控制器与FPGA通信程序 |
| 5.2.2 微控制器与上位机通信程序 |
| 5.3 亮度阈值扫描程序 |
| 5.4 坐标—太阳角度转换程序 |
| 5.5 本章小结 |
| 6. 太阳敏感器标定及测试 |
| 6.1 标定、测试平台搭建 |
| 6.1.1 硬件实验环境搭建 |
| 6.1.2 软件实验环境搭建 |
| 6.1.3 测试平台误差 |
| 6.2 太阳敏感器标定与测试 |
| 6.2.1 敏感器模型 |
| 6.2.2 标定、测试实验 |
| 6.2.3 误差分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 7. 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
四、大视场、高精度数字式太阳敏感器（论文参考文献）
- [1]卫星遥感点光源辐射标校方法与系统研究[D]. 李瑞金. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [2]微纳卫星太阳敏感器设计与试验研究[D]. 查杨生. 南京理工大学, 2019(06)
- [3]角秒级高精度太阳敏感器研究[D]. 朱振涛. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2017(03)
- [4]面向微小卫星的超大视场敏感器研究[D]. 丁泽伟. 浙江大学, 2014(06)
- [5]N形缝光线引入器太阳敏感器技术研究[J]. 卫旻嵩,邢飞,李滨,尤政. 宇航学报, 2013(10)
- [6]数字太阳敏感器高精度电激励信号源设计[J]. 杜志强,席红霞. 科学技术与工程, 2013(19)
- [7]太阳敏感器设计实现[D]. 王俊. 浙江大学, 2013(06)
- [8]基于FPGA的小型化太阳敏感器图像采集与处理方法[J]. 施蕾,周凯,张建福,孙强,吴一帆. 空间控制技术与应用, 2012(04)
- [9]大视场数字式太阳敏感器设计[J]. 屠斌杰,韩柯,王昊,白剑,金仲和. 传感技术学报, 2011(03)
- [10]基于全景镜头的数字式太阳敏感器研究[D]. 屠斌杰. 浙江大学, 2011(07)
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