恆星敏感器
應用天文導航系統的光學設備
恆星敏感器,是對恆星輻射敏感,並藉此獲取航天器相對於慣性空間的姿態信息的光學敏感器。
對恆星輻射敏感,並藉此獲取航天器相對於慣性空間的姿態信息的光學敏感器,簡稱星敏感器。適用於航天器的軌道控制和高精度的姿態控制。星敏感器分為星掃描器(又稱星圖儀)和星跟蹤器兩類。①星掃描器:它的視場對天空作掃描運動,先後感受多個恆星的星光,從而得到不同恆星的掃描角(敏感器的運動部分繞掃描軸的轉角)。這些掃描角是姿態的函數。②星跟蹤器:在一段時間內持續地跟蹤某個或某些恆星。早期的星跟蹤器具有裝在框架上的光學系統,通過光學系統的運動對恆星進行跟蹤。其後出現了以析象管等器件為探測器的星跟蹤器和以陣列式器件為探測器的凝視型星跟蹤器,它們的視場較大,能同時跟蹤多個恆星,並能分辨出它們在視場中的方位。由於恆星的角直徑極小,恆星敏感器有可能達到極高的測角精度(已達 1角秒數量級)。恆星的數目極多,如果不能正確地識別已探測到的恆星(認出它們的名字),恆星敏感器便無法工作。恆星識別的方法是將測得的恆星方位和星光強度同星表中的數據進行比較。因此,為得到航天器的姿態信息,星敏感器的數據處理要由計算機完成。
恆星敏感器的效果示意圖
裝在人造衛星上的恆星敏感器