星敏感器是星光惯性复合制导技术的关键设备, 其测量周期或数据刷新速率是衡量星敏感器性能的一项重要技术指标。为满足星光惯性复合制导对星敏感器技术指标的要求,分析了构成星敏感器测量周期的主要环节和影响测量周期的主要因素,在此基础上提出了通过合理调度测量过程子任务的技术方法。该方法使数字星空图像捕获过程和处理过程并行执行,进而提高星敏感器数据刷新速率；并重新设计了某型星敏感器电控系统方案。研究表明,采用提出的技术措施后,星敏感器的数据刷新速率获得了显著的提高,其数据刷新速率由3.70 Hz提高到了6.40 Hz,达到了系统提出的要求。
星敏感器 数据刷新速率 数字图像处理 星点识别 算法 star sensor data update speed digital image processing star spot identification algorithm
1 北京理工大学 信息科学技术学院,北京 100081
2 北京控制与电子技术研究所,北京 100038
在分析APS图像传感器STAR1000驱动时序的基础上,设计了一种基于FPGA的智能APS控制器。采用自上而下的设计思想,将该控制器分为3个模块:微处理器接口信号控制模块(McuCtrl)、静态存储器(SRAM)信号控制模块(SramCtrl)和APS信号控制模块(ApsCtrl)。利用VHDL语言进行硬件描述,编译完成后利用Modelsim软件对所设计的控制器仿真分析,最后将其应用到星敏感器原理样机,通过实际系统检验它的有效性。
有源像素传感器 智能控制器 星敏感器 APS intelligent controller star sensor STAR1000 STAR1000 FPGA FPGA
1 北京理工大学自动化学院，北京 100081
2 北京控制与电子技术研究所，北京 100038
在分析星图中的星点目标和背景特性的基础上，提出了一种基于背景自适应预测的星点提取算法。为准确预测背景并兼顾算法的速度，只在背景边缘处使用区域最大值背景预测法，其余部分直接使用固定权值进行预测。分割残差星图，提取各星点的目标区域，阈值采用自适应的取值方式。利用质心算法求取各星点目标的精确位置。实验结果表明，基于背景自适应预测的星点提取算法性能优于现有的星点提取算法，是一种有效的星点提取算法，可以降低大量由于强边缘而引起的虚警，能够更准确地预测背景。
星敏感器 星点提取 背景自适应预测 star sensor star extraction self-adaptive background prediction
1 北京理工大学 自动化学院，北京 100081；北京控制与电子技术研究所，北京 100038
2 北京控制与电子技术研究所，北京 100038
3 北京理工大学 自动化学院，北京 100081
4 河北科技师范学院，河北 秦皇岛 066004
本文结合图像传感器的实际像元感光区形状和像元填充率，提出了一种改进的质心算法。该方法根据不同像元感光区形状和像元填充率下感光区中心坐标不同的特点，通过修改传统质心算法中像元坐标的取值来提高质心算法的定位精度。在分析星点的灰度分布特点的基础上，明确了如何仿真产生一个星点光斑，并通过仿真实验验证了改进质心算法的有效性。实验结果表明：在理想情况和噪声存在情况下，改进质心算法的定位精度优于双线性插值质心算法和传统质心算法。
姿态测量 星敏感器 质心算法 感光区形状 attitude measuring star sensor centroid algorithm sensitive area shape
1 中国科学院西安光学精密机械研究所动目标测控室,西安,710068
2 青岛海西电子有限公司,青岛,266000
准绝对式编码器继承了绝对式和增量式光学编码器的优点,根据串行位置编码的基本原理,借助计算机辅助设计,获得了全周100个位置的编码方案,设计了相应的准绝对式编码器;通过与两种传统编码器特点的比较,突出了准绝对式光学编码器的显著特点,指明了其未来良好的应用和发展前景.
光学编码器 增量式编码器 绝对式编码器 准绝对式编码器
中国科学院西安光学精密机械研究所,西安710068
介绍了一种可以将大地方位角度精确传递给带有直角反射体固定目标的光电准直经纬仪.它采用准直测量与望远镜共轴的光学系统,保证了测量基准的统一;激光准直照明配合窄带滤光片提高了整台设备的信噪比,CCD细分技术的应用提高了仪器的准直测角精度.
准直经纬仪 共轴系统 窄带滤光片 CCD细分
1 中国科学院西安光学精密机械研究所动目标光电测控室,西安,710068
2 青岛海西电子有限公司,青岛,266000
根据两计量光栅产生叠栅条纹的几何光学基本理论,在改进计量光栅码盘理论模型的基础上,推导出码盘偏心情况下读头输出的叠栅条纹信号相位的理论公式,对码盘偏心给叠栅条纹信号相位带来的偏差进行了分析与讨论.
光学编码器 增量式编码器 叠栅条纹 偏心 相位
1 中国科学院,西安光学精密机械研究所,陕西,西安,710068
2 中国科学院,上海原子核研究所,上海,201800
根据北京正负电子对撞机(BEPC)改造对同步光束流测量系统提出的最新性能指标,提出了全新的同步光引出镜的设计方案.该引出镜采用GlidCop作为基底材料,可引出波长210～488 nm的同步光,成像质量可靠,能承受7.8 W/mm2的高热负载,能够在原位进行准直、维护以及更换,其真空室结构与两端相邻的真空室结构相吻合,静态真空度优于6.7×10-7 Pa,无直接的水-真空间焊缝.该同步光引出镜设计方案将应用于BEPC储存环改造.
同步光 束流测量 ?呷雀涸?br> BEPC-Ⅱ GlidCop
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,动目标测控室,陕西,西安,710068
2 青岛海西电子有限公司,山东,青岛,266000
光学编码器是长度和角度测量最常用的传感器,两种传统光学编码器:绝对式和增量式光学编码器的光学图案、位置编码原理和信号处理电路各具特色,随着科学技术的发展,一种新型光学编码器方案:准绝对式编码器,继承了二者的优点,根据其串行位置编码原理,借助计算机辅助设计,获得了全周100个位置的编码方案,设计了相应的准绝对式编码器;通过与两种传统编码器特点的比较,突出了准绝对式光学编码器的显著特点,指明了其未来良好的应用和发展前景.
光学编码器 增量式编码器 绝对式编码器 准绝对式编码器
1 中国科学院西安光学精密机械研究所动目标光电测控室,西安 710068
2 青岛海西电子有限公司,青岛 266000
增量式光学编码器根据径向辐射光栅产生的叠栅条纹进行角度测量,两光栅码盘轴之间及其与系统转动轴之间的偏心和晃动,影响着编码器读头输出的叠栅条纹信号的相位,这给角度测量带来了一定的系统误差。根据光栅码盘产生叠栅条纹的基本理论,在改进计量光栅码盘理论模型的基础上,推导出码盘偏心情况下码盘读头输出的叠栅条纹信号相位的理论公式,对码盘偏心给叠栅条纹信号相位带来的偏差、增量式光学编码器光学设计原理及消除此由此带来的系统误差的技术原理进行了分析与讨论。
光学计量 光学编码器 增量式编码器 叠栅条纹 偏心 相位
