赵雨楠+王新龙+王盾+李群生+潘哲

摘要： 提出一种星敏感器温度误差建模与补偿方法。 分析了温度对星敏感器光学系统与CCD器件影响机理， 建立了星敏感器温度误差模型。 在此基础上， 提出一种补偿星点定位误差的方案， 能够有效修正受温度影响的星点质心位置偏移， 提高星敏感器的工作精度。 仿真验证表明， 温度变化对星敏感器光学系统性能影响显著， 对CCD暗电流噪声的影响相对较小， 针对光学系统设计的补偿方案能有效提高星敏感器的测量精度。

关键词： 星敏感器； 温度误差模型； 测量精度； 补偿

中图分类号： TJ765.1； V448.2 文献标识码： A文章编号： 1673-5048（2017）05-0068-070引言

星敏感器作为天文导航系统的核心测量器件， 具有自主性高、 实时性好等优势， 在导航领域应用前景广阔， 且其精度很大程度上决定了天文导航系统的精度[1]。 但是， 星敏感器是一种复杂的光电器件， 对环境的变化十分敏感， 尤其是温度变化。 国内外对空间光学系统进行研究时发现， 热真空环境引起的误差占总误差的一半以上[2]， 是星敏感器在空间工作时精度下降的主要原因。 因此， 对星敏感器温度误差进行分析与补偿对研发高精度的星敏感器有重要意义。

目前， 国内外对星敏感器温度误差的研究可分为硬件性能与软件算法两个方面。 通过改善硬件性能抑制温度对星敏感器的影响， 这种方法成本高、 难度大。 通过对星敏感器温度误差进行建模， 利用软件算法对温度误差进行补偿的文献较少[3-4]， 所建模型还不够完善。……