【技术实现步骤摘要】
一种用于微小型星敏感器的电子学系统及其实现方法
本专利技术涉及卫星姿态测量技术,具体涉及一种用于微小型星敏感器的电子学系统。
技术介绍
在航天器在轨运行中,需要对航天器姿态进行控制与测量。姿态测量机构主要有太阳敏感器,地磁敏感器,星敏感器三种。其中星敏感器相对于其他两种具有精度高,能确定三轴姿态等优势。但传统星敏感器体积、重量、功耗大,不能适合微小型卫星平台。为满足微小型卫星平台需求,需要设计微小型星敏感器,及用于微小型星敏感器的电子学系统。本专利技术中,微小型卫星指的是总质量小于50公斤的卫星。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有星敏感器体积大,功耗高,不适应于微小型卫星;为解决所述问题,本专利技术提供一种用于微小型星敏感器的电子学系统及其实现方法。本专利技术提供的用于微小型星敏感器的电子学系统包括:成像单元、协议解析单元、数据处理单元与供电单元;所述协议解析单元通过Cameralink接口和RS422接口与成像单元相连,通过HPI和EMIF接口与数据处理单元相连,同时通过RS422接口与外部GNC计算机相连,通过RS422接口与外部电星模计算机相连;所述供电单元为成像单元、协议解析单元、数据处理单元供电。进一步,所述成像单元包括成像探测器和驱动控制FPGA,成像探测器将光学系统收集到的光学信息进行光电转换,生成数字图像;驱动控制FPGA驱动成像探测器采集图像、提取并预处理星点坐标,最后通过Cameralink接口将星点坐标发送到协议解析单元;同时通过RS422接口与协议解析单元交互控制指令和状态数据。进一步,所述成像单元中驱动控制FPGA外部扩展了两 ...
【技术保护点】
一种用于微小型星敏感器的电子学系统,其特征在于,包括:成像单元、协议解析单元、数据处理单元与供电单元;所述协议解析单元通过Cameralink接口和RS422接口与成像单元相连,通过HPI和EMIF接口与数据处理单元相连,同时通过RS422接口与外部GNC计算机相连,通过RS422接口与外部电星模计算机相连;所述供电单元为成像单元、协议解析单元、数据处理单元供电。
【技术特征摘要】
1.一种用于微小型星敏感器的电子学系统,其特征在于,包括:成像单元、协议解析单元、数据处理单元与供电单元;所述协议解析单元通过Cameralink接口和RS422接口与成像单元相连,通过HPI和EMIF接口与数据处理单元相连,同时通过RS422接口与外部GNC计算机相连,通过RS422接口与外部电星模计算机相连;所述供电单元为成像单元、协议解析单元、数据处理单元供电;所述成像单元包括成像探测器和驱动控制FPGA,成像探测器将光学系统收集到的光学信息进行光电转换,生成数字图像;驱动控制FPGA驱动成像探测器采集图像、提取并预处理星点坐标,最后通过Cameralink接口将星点坐标发送到协议解析单元;同时通过RS422接口与协议解析单元交互控制指令和状态数据;所述成像单元中驱动控制FPGA外部扩展了两片SRAM存储芯片,形成“乒乓结构”;所述两片SRAM存储芯片一片存储正在采集的图像信息,另一片存储正在处理的图像信息;所述驱动控制FPGA包括:驱动成像探测器的成像探测器驱动模块;向SRAM存储芯片存储信息,并从SRAM存储芯片读取所存储信息的SRAM接口模块;处理存储的信息的星点坐标提取模块,所述星点坐标提取模块从存储的星点坐标提取恒星,并计算相应恒星质心,同时根据图像信息通知综合控制模块更改曝光时间,图像处理阈值;将星点坐标提取模块计算得到的恒星质心信息发送到协议解析单元的Cameralink接口模块;与协议解析单元交互控制指令与状态数据的RS422接口模块;对RS422接口模块传输的数据进行解析,更改相应设置参数的综合控制模块,综合控制模块将成像单元工作状态通过RS422反馈给协议解析单元,同时综合控制其它模块。2.如权利要求1所述的用于微小型星敏感器的电子学系统,其特征在于,协议解析单元包括解析FPGA,所述解析FPGA包括:解析包含恒星质心信息数据包的Cameralink接口模块;负责协议解析单元与成像单元交互控制指令和状态数据的第一RS422接口模块;负责协议解析单元与电星模计算机交互控制指令、姿态信息和状态信息的第二RS422接口模块;负责协议解析单元与GNC计算机交互控制指令、姿态信息和状态信息的第三RS422接口模块;将解析出的恒星信息及质心信息数据发送给数据处理单元的HPI接口和EMIF接口模块,所述HPI接口和EMIF接口模块接收由数据处理单元发送给头部的控制指令及发送给GNC计算机的姿态数据与状态数据;计时控制模块,负责对曝光时间、GNC计算机请求时间及数据单元处理时间进行计时并生成相应的时间信息附加于相应数据包中;综合控制模块,负责对成像单元或电星模计算机发出的数据进行判读,表决何种数据应传送给数据处理单元,同时负责其他模块的综合控制。3.如权利要求1所述的用于微小型星敏感器的电子学系统,其特征在于,所述数据处理单元包括DSP、DDR型SDRAM、FLASH;DSP实现系统控制与算法;FLASH存储星表信息与算法程序;DDR型SDRAM加载所需执行的程序,并存储相应算法生成的数据。4.权利要求1至3中任意一项所提供的用于微小型星敏感器的电子学系统的实现方法,其特征在于,包括:步骤一、成像单元对星体进行拍摄,提取星点坐标信息,并将所述星点坐标信息发送给协议解析单元;步骤二、协议解析单元接收成像单元发送的星点坐标信息,并将所述星点坐标信息发送到数据处理单元,并对成像单元进行配置;步骤三、所述数据处理单元接收星点坐标信息,依据星图匹配算法对星点坐标进行星图识别,在星图识别后通过姿态解算算...
【专利技术属性】
技术研发人员:侯建文,袁驰,刘宗明,张宇,贺亮,孙俊,陈赟,倪涛,
申请(专利权)人:上海新跃仪表厂,
类型:发明
国别省市:上海;31
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