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航天太阳敏感器的应用与发展

王红睿 李会端 方伟

王红睿, 李会端, 方伟. 航天太阳敏感器的应用与发展[J]. 中国光学, 2013, 6(4): 481-489. doi: 10.3788/CO.20130604.0481
引用本文: 王红睿, 李会端, 方伟. 航天太阳敏感器的应用与发展[J]. 中国光学, 2013, 6(4): 481-489. doi: 10.3788/CO.20130604.0481
WANG Hong-rui, LI Hui-duan, FANG Wei. Application and development of space sun sensors[J]. Chinese Optics, 2013, 6(4): 481-489. doi: 10.3788/CO.20130604.0481
Citation: WANG Hong-rui, LI Hui-duan, FANG Wei. Application and development of space sun sensors[J]. Chinese Optics, 2013, 6(4): 481-489. doi: 10.3788/CO.20130604.0481

航天太阳敏感器的应用与发展

doi: 10.3788/CO.20130604.0481
基金项目: 

国家自然科学基金资助项目(No.40675083);吉林省科技发展计划资助项目(20130101044JC);云南省应用基础研究资助项目(No.2012FD050)

详细信息
    作者简介:

    王红睿(1980-),男,吉林长春人,博士,副研究员,2009年于吉林大学获得博士学位,主要从事非线性控制、太阳活动监测的研究。E-mail:wanghongrui@ciomp.ac.cn;李会端(1983-),女,河北宁晋人,博士,讲师,2011年于吉林大学获得博士学位,主要从事太阳活动、太阳能高效转换的研究。E-mail:lihuiduan2007@yahoo.cn;方伟(1965-),女,辽宁朝阳人,博士,研究员,博士生导师,2005年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位,主要从事空间光学遥感仪器研究。E-mail:fangw@ciomp.ac.cn

    王红睿(1980-),男,吉林长春人,博士,副研究员,2009年于吉林大学获得博士学位,主要从事非线性控制、太阳活动监测的研究。E-mail:wanghongrui@ciomp.ac.cn;李会端(1983-),女,河北宁晋人,博士,讲师,2011年于吉林大学获得博士学位,主要从事太阳活动、太阳能高效转换的研究。E-mail:lihuiduan2007@yahoo.cn;方伟(1965-),女,辽宁朝阳人,博士,研究员,博士生导师,2005年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位,主要从事空间光学遥感仪器研究。E-mail:fangw@ciomp.ac.cn

    王红睿(1980-),男,吉林长春人,博士,副研究员,2009年于吉林大学获得博士学位,主要从事非线性控制、太阳活动监测的研究。E-mail:wanghongrui@ciomp.ac.cn;李会端(1983-),女,河北宁晋人,博士,讲师,2011年于吉林大学获得博士学位,主要从事太阳活动、太阳能高效转换的研究。E-mail:lihuiduan2007@yahoo.cn;方伟(1965-),女,辽宁朝阳人,博士,研究员,博士生导师,2005年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位,主要从事空间光学遥感仪器研究。E-mail:fangw@ciomp.ac.cn

    通讯作者: 王红睿
  • 中图分类号: V448.222

Application and development of space sun sensors

  • 摘要: 综述了当前广泛应用的数字太阳敏感器的原理、系统设计、应用领域和发展现状。首先,叙述了太阳敏感器的工作原理;数字太阳敏感器一般采用小孔成像的原理,包括光学系统、光电探测器和信息处理单元3个部分。其次,介绍了太阳敏感器的光学系统,包括单光孔、单狭缝、多光孔和多狭缝等多种入光形式。然后,从常规光电探测器件和集成了光学系统、图像传感器和信息处理单元的探测器两个层面,说明了太阳敏感器涉及的光电探测器的发展,并介绍了相应的太阳像点中心提取算法。最后,给出了航天太阳敏感器的现有产品及应用现状,讨论了未来航天太阳敏感器面临的挑战和发展趋势。
  • [1] FURGALE P,ENRIGHT J,BARFOOT T. Sun sensor navigation for planetary rovers:theory and field testing[J]. IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst.,2011,47(3):1631-1647. [2] DELGADO F,QUERO J,GARCíA J,et al.. Accurate and wide-field-of-view MEMS-based sun sensor for industrial applications[J]. IEEE T. Ind. Electron.,2012,59(12):4871-4880. [3] RUFINO G,GRASSI M. Digital sun sensor multi-spot operation[J]. Sensors,2012,12:16451-16465. [4] ORTEGA P,RODR GUEZ G,RICART J,et al.. A miniaturized two axis sun sensor for attitude control of nano-satellites[J]. IEEE Sensors J.,2010,10(10):1623-1632. [5] ENRIGHT J,GODARD. Design optimization of a digital sun sensor for use with parametric processing[J]. IEEE T. Instrum. Meas.,2008,57(10):2188-2195. [6] ENRIGHT J,SINCLAIR D,LI C. Embedded algorithms for the SS-411 digital sun sensor[J]. Acta Astronaut,2009,64:906-924. [7] ENRIGHT J,YAM A,LI C. Modeling and testing of two-dimensional sun-sensors[C]//Proceedings of the 2007 IEEE Aerospace Conference,Mar.3-10,2007,Big Sky,MT,USA,2007:1-11. [8] WANG H R,WANG Y P. Spaceborne radiometers for measuring total solar irradiance[J]. Chinese Optics,2012,5(6):555-565. [9] XIE N,THEUWISSEN A. An autonomous micro digital sun sensor by a CMOS imager in space application[J]. IEEE T. Electron Dev.,2012,59(12):3405-3410. [10] LIEBE C,MOBASSER S. MEMS based sun sensor on a chip[C]//Proceedings of 2003 IEEE Conference on Control Applications.Jun.23-25,2003,Istanbul,Turkey,2003,(2):1483-1487. [11] RUFINO G,GRASSI M. Mission-oriented micro-sun-sensor laboratory testing in real-time operation mode[C]//Proceedings of the 61th International Astronautical Congress,IAC 2010,Sep.21-Oct.1,2012,Prague,Czech Republic,2012:4737-4745. [12] RUFINO G,GRASSI M. Micro sun sensor performance validation in ground reproduced orbital conditions[C]//Proceedings of 1st IAA Conference on Dynamics and Control of Space Systems,Mar.19-21,2012,Porto,Portugal,2012:331-342. [13] YOU Z,SUN J,XING F,et al.. A novel multi-aperture based sun sensor based on a fast multi-point meanshift(FMMS) algorithm[J]. Sensors,2011,11:2857-2874. [14] RUFINO G,GRASSI M. Multi-aperture CMOS sun sensor for microsatellite attitude determination[J]. Sensors,2009,9:4503-4524. [15] WEI M,XING F,LI B,et al.. Investigation of digital sun sensor technology with an N-shaped slit mask[J]. Sensors,2011,11:9764-9777. [16] BONOCORE M,GRASSI M,RUFINO G. APS-based miniature sun sensor for earth observation nanosatellites[J]. Acta Astronaut,2005,56:139-145. [17] CHANG Y,LEE B. Development of high-accuracy image centroiding algorithm for CMOS-based digital sun sensors[J]. Sens. Actuat. A,2008,144:29-37. [18] BÖHNKE T,EDOFF M,STENMARK L. Development of a MOEMS sun sensor for space applications[J]. Sens. Actuat. A,2006,130/131:28-36. [19] CHANG Y,YUN M,LEE B. A new modelling and validation of two-axis miniature fine sun sensor[J]. Sens. Actuat. A,2007,134(2):357-365. [20] 尉志军,刘晓军,吕政欣. 一种新型太阳敏感器[J]. 光电工程,2010,37(5):123-127. WEI ZH J,LIU X J,LV ZH X. A new kind of sun sensor[J]. Opto-Electronic Eng.,2010,37(5):123-127.(in Chinese) [21] ORTEGA J,TARRIDA C,QUERO J,et al.. MEMS solar sensor testing for satellite applications[C]//Proceedings of 7th Spanish Conf. CDE,Feb.11-13,2009,Santiago,Spain,2009:345-348. [22] 刘希佳,陈宇,王文生,等. 小目标识别的小波阈值去噪方法[J]. 中国光学,2012,5(3):248-256. LIU X J,CHEN Y,WANG W SH,et al.. De-noising algorithm of wavelet threshold for small target detection[J]. Chinese Optics,2012,5(3):248-256.(in Chinese) [23] 王希军. 激光散斑的亚像素位移法计算及比较[J]. 中国光学,2012,5(6):652-657. WANG X J. Computation and comparison of laser speckle with sub-pixel measurement methods[J]. Chinese Optics,2012,5(6):652-657.(in Chinese) [24] 陶李,王珏,邹永宁,等. 改进的Zernike矩工业CT图像边缘检测[J]. 中国光学,2012,5(1):48-56. TAO L,WANG J,ZOU Y N,et al.. Improved Zernike moment for industrial CT image edge detection[J]. Chinese Optics,2012,5(1):48-56.(in Chinese) [25] 吴福培,张宪民. 印刷电路板无铅焊点假焊的检测[J]. 光学 精密工程,2011,19(3):697-702. WU F P,ZHANG X M. Inspection of pseudo solders for lead-free solder joints in PCBs[J]. Opt. Precision Eng.,2011,19(3):697-702.(in Chinese) [26] 王红睿,方伟,王玉鹏. 智能双模式太阳跟踪器[J]. 光学 精密工程,2011,19(7):1605-1611. WANG H R,FANG Y,WANG Y P. Intelligent solar tracker with double modes[J]. Opt. Precision Eng.,2011,19(7):1605-1611.(in Chinese) [27] 王红睿,方伟. 基于图像处理的太阳矢量倾角测量方法[J]. 微计算机信息,2011(6):4-6. WANG H R,FANG W. Measuring method for inclination angle of sun light vector with image processing technique[J]. Microcomputer Information,2011(6):4-6.(in Chinese) [28] S3-Smart sun sensor [EB/OL].(2013-03-25).http://selex-es.com/~/media/Files/S/Selex-Galileo/product-directory/space/S3_Dsh-196.pdf. [29] 施蕾,周凯,张建福,等. 基于FPGA 的小型化太阳敏感器图像采集与处理方法[J]. 空间控制技术与应用,2012,38(4):35-39. SHI L,ZHOU K,ZHANG J F,et al.. FPGA-based image acquisition and processing method for miniature sun sensor[J]. Aerospace Control and Appl.,2012,38(4):35-39.(in Chinese) [30] Fine Sun Sensor [EB/OL].(2013-04-05).http://www.jena-optronik.de/en/aocs/fss.html. [31] Fine Sun Sensors [EB/OL].(2013-04-10).http://bradford-space.com/userfiles/500-813%20Bradford%20Fine%20Sun%20Sensor%200213.pdf.
  • [1] 李华东, 齐克奇, 石强, 王少鑫, 王智.  应用于空间惯性传感器的压电驱动器的性能测试 . 中国光学, 2020, 13(2): 344-353. doi: 10.3788/CO.20201302.0344
    [2] 安其昌, 张景旭, 杨飞, 赵宏超, 曹海峰.  大型合成孔径望远镜标准化点源敏感性分析 . 中国光学, 2019, 12(3): 567-574. doi: 10.3788/CO.20191203.0567
    [3] 李红博, 尹坤.  基于量子点的荧光型太阳能聚光器 . 中国光学, 2017, 10(5): 555-567. doi: 10.3788/CO.20171005.0555
    [4] 梁斌, 朱海龙, 张涛, 仝玉婵.  星敏感器技术研究现状及发展趋势 . 中国光学, 2016, 9(1): 16-29. doi: 10.3788/CO.20160901.0016
    [5] 高雁, 刘洪波, 王丽, 顾国超.  实用型三谱段太阳模拟器的设计与研制 . 中国光学, 2015, 8(6): 1004-1012. doi: 10.3788/CO.20150806.1004
    [6] 高雁, 刘洪波, 王丽, 顾国超.  大面积准直型太阳模拟器的设计与研制 . 中国光学, 2014, 7(4): 657-664.
    [7] 王洪涛, 黄云彪, 黄鸿.  激光气体分析仪中数字滤波器的设计 . 中国光学, 2013, 6(5): 729-735. doi: 10.3788/CO.20130605.0729
    [8] APOLLONOV V V.  用于空间碎片清除的高功率激光器 . 中国光学, 2013, 6(2): 187-195. doi: 10.3788/CO.20130602.0187
    [9] 闫勇, 金光.  空间太阳能电站发展及研究 . 中国光学, 2013, 6(2): 129-135. doi: 10.3788/CO.20130602.0129
    [10] 王祥, 李义, 杨献伟.  日-地系拉格朗日L1点太阳观测器热设计 . 中国光学, 2013, 6(6): 930-938. doi: 10.3788/CO.20130606.930
    [11] 高雁, 刘洪波, 王丽, 顾国超.  AAA级太阳模拟器的设计与研制 . 中国光学, 2013, 6(4): 570-576. doi: 10.3788/CO.20130604.0570
    [12] 刘巨.  太阳同步圆轨道空间相机瞬态外热流计算 . 中国光学, 2012, 5(2): 148-153. doi: 10.3788/CO.20120502.0148
    [13] 王红睿, 王玉鹏.  用于测量太阳总辐射的空间辐射计 . 中国光学, 2012, 5(6): 555-565. doi: 10.3788/CO.20120506.0555
    [14] 单秋莎, 张国玉, 刘石, 苏拾, 吕文华, 贺晓雷.  太阳模拟器的拉赫不变量传递 . 中国光学, 2012, 5(6): 639-645. doi: 10.3788/CO.20120506.0639
    [15] 顾国超, 王丽, 刘洪波, 高雁, 陈家琦.  瞬态热量标定系统的太阳模拟器光学系统设计 . 中国光学, 2012, 5(6): 630-638. doi: 10.3788/CO.20120506.0630
    [16] 杨献伟, 吴清文, 李书胜, 江帆, 李志来.  空间光学遥感器热设计 . 中国光学, 2011, 4(2): 139-146.
    [17] 刘洪波, 高雁, 王丽, 顾国超, 冯伟昌.  高倍聚光太阳模拟器的设计 . 中国光学, 2011, 4(6): 594-599.
    [18] 高雁, 刘洪波, 王丽.  太阳模拟技术 . 中国光学, 2010, 3(2): 104-111.
    [19] 方伟, 禹秉熙, 王玉鹏, 弓成虎, 杨东军, 叶新, .  太阳辐照绝对辐射计及其在航天器上的太阳辐照度测量 . 中国光学, 2009, 2(1): 23-28.
    [20] 张国玉, 吕文华, 贺晓雷, 徐 亮, 徐熙平.  太阳模拟器辐照均匀性分析 . 中国光学, 2009, 2(1): 41-45.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-05-13
  • 修回日期:  2013-07-11
  • 刊出日期:  2013-08-10

航天太阳敏感器的应用与发展

doi: 10.3788/CO.20130604.0481
    基金项目:

    国家自然科学基金资助项目(No.40675083);吉林省科技发展计划资助项目(20130101044JC);云南省应用基础研究资助项目(No.2012FD050)

    作者简介:

    王红睿(1980-),男,吉林长春人,博士,副研究员,2009年于吉林大学获得博士学位,主要从事非线性控制、太阳活动监测的研究。E-mail:wanghongrui@ciomp.ac.cn;李会端(1983-),女,河北宁晋人,博士,讲师,2011年于吉林大学获得博士学位,主要从事太阳活动、太阳能高效转换的研究。E-mail:lihuiduan2007@yahoo.cn;方伟(1965-),女,辽宁朝阳人,博士,研究员,博士生导师,2005年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位,主要从事空间光学遥感仪器研究。E-mail:fangw@ciomp.ac.cn

    王红睿(1980-),男,吉林长春人,博士,副研究员,2009年于吉林大学获得博士学位,主要从事非线性控制、太阳活动监测的研究。E-mail:wanghongrui@ciomp.ac.cn;李会端(1983-),女,河北宁晋人,博士,讲师,2011年于吉林大学获得博士学位,主要从事太阳活动、太阳能高效转换的研究。E-mail:lihuiduan2007@yahoo.cn;方伟(1965-),女,辽宁朝阳人,博士,研究员,博士生导师,2005年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位,主要从事空间光学遥感仪器研究。E-mail:fangw@ciomp.ac.cn

    王红睿(1980-),男,吉林长春人,博士,副研究员,2009年于吉林大学获得博士学位,主要从事非线性控制、太阳活动监测的研究。E-mail:wanghongrui@ciomp.ac.cn;李会端(1983-),女,河北宁晋人,博士,讲师,2011年于吉林大学获得博士学位,主要从事太阳活动、太阳能高效转换的研究。E-mail:lihuiduan2007@yahoo.cn;方伟(1965-),女,辽宁朝阳人,博士,研究员,博士生导师,2005年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位,主要从事空间光学遥感仪器研究。E-mail:fangw@ciomp.ac.cn

    通讯作者: 王红睿
  • 中图分类号: V448.222

摘要: 综述了当前广泛应用的数字太阳敏感器的原理、系统设计、应用领域和发展现状。首先,叙述了太阳敏感器的工作原理;数字太阳敏感器一般采用小孔成像的原理,包括光学系统、光电探测器和信息处理单元3个部分。其次,介绍了太阳敏感器的光学系统,包括单光孔、单狭缝、多光孔和多狭缝等多种入光形式。然后,从常规光电探测器件和集成了光学系统、图像传感器和信息处理单元的探测器两个层面,说明了太阳敏感器涉及的光电探测器的发展,并介绍了相应的太阳像点中心提取算法。最后,给出了航天太阳敏感器的现有产品及应用现状,讨论了未来航天太阳敏感器面临的挑战和发展趋势。

English Abstract

王红睿, 李会端, 方伟. 航天太阳敏感器的应用与发展[J]. 中国光学, 2013, 6(4): 481-489. doi: 10.3788/CO.20130604.0481
引用本文: 王红睿, 李会端, 方伟. 航天太阳敏感器的应用与发展[J]. 中国光学, 2013, 6(4): 481-489. doi: 10.3788/CO.20130604.0481
WANG Hong-rui, LI Hui-duan, FANG Wei. Application and development of space sun sensors[J]. Chinese Optics, 2013, 6(4): 481-489. doi: 10.3788/CO.20130604.0481
Citation: WANG Hong-rui, LI Hui-duan, FANG Wei. Application and development of space sun sensors[J]. Chinese Optics, 2013, 6(4): 481-489. doi: 10.3788/CO.20130604.0481
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