一种舷窗式星敏系统测试方法技术方案

本发明专利技术公开了一种舷窗式星敏感器系统测试方法，该方法测试步骤为：(1)使用单星模拟器进行带舷窗式星敏感器静态精度测试；(2)在实际星空背景下通过星敏感器拍图比较舷窗对星敏感器星等探测灵敏度影响；(3)将星敏感器带舷窗对准某一天区连续工作一段时间，统计静态测量精度；(4)将星敏感器置于转台上以一定角速度旋转，测试舷窗对星敏感器动态跟踪性能影响；(5)用太阳模拟器测试舷窗对星敏感器杂散光保护角影响。本发明专利技术首次提出了带舷窗式星敏感器工作性能的系统测试方法，通过该方法可测试舷窗对星敏感器功能及性能指标的影响，验证该设计是否满足系统任务需求；有利于对舷窗式星敏感器进行针对性设计改进，并为舷窗式星敏感器在轨使用策略提供指导。

A test method of porthole type star sensor system

The invention discloses a testing method of porthole type star sensor system, the test method comprises the following steps: (1) with static precision porthole type star sensor test using single star simulator; (2) in the actual sky background by star sensor figure of magnitude compared sidescuttles star sensor detection sensitivity effect; (3) star sensor with porthole alignment of a continuous working area for a period of time, statistical static measuring accuracy; (4) star tracker is placed on the turntable rotating with the angular velocity, the porthole effect on the dynamic tracking performance test of star sensor; (5) solar simulator test sidescuttles effects on star sensor stray light protection angle. The present invention proposes system test method with sensor performance of porthole type star, by the method of impact test port functions and performance of star sensor and validate the design meets the system requirement; is conducive to targeted to improve the design of porthole type star sensor, and star sensor in orbit using porthole type strategy provide guidance.

【技术实现步骤摘要】
一种舷窗式星敏系统测试方法
本专利技术涉及卫星单机测试
，具体涉及一种舷窗式星敏感器系统测试方法。
技术介绍
一般的星敏感器姿态测量往往采用直接拍摄星图进行定姿的方式；由于任务应用需求，星敏感器安装于飞行器内部，透过舷窗进行定姿。为了保证星敏感器能正常拍摄星图，舷窗选用高透光率的玻璃。由于玻璃具有反射、折射、散射等光学特性，可能会给星敏感器功能和性能带来一定影响。星敏感器定姿时需要从拍摄星图中提取星点信息，星光经过舷窗玻璃折射后落到星敏探测器上，可能会影响到达探测器的星点能量和星间角距，进而影响星敏感器的姿态测量精度。当有外界光线存在(如太阳光、月光)时，玻璃可能会改变光路，产生新的杂散光，使所拍摄星图的背景灰度阈值提高，不利于星敏感器提取星点信息进行定姿。现有的星敏感器测试技术只针对星敏感器进行测试，未考虑舷窗对星敏感器定姿能力的影响；且该方法为国内首次应用，无相应使用经验供参考。如果不对舷窗式星敏感器进行系统性测试，摸清舷窗对星敏感器探测灵敏度、测量精度及杂散光可能产生的影响，就无法验证舷窗式星敏感器是否满足任务需求，以及使用策略上需注意的事项。专利技术内容本专利技术解决的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种舷窗式星敏感器系统测试方法，其特征在于步骤如下：1)使用单星模拟器对带舷窗和不带舷窗式星敏感器进行测试，验证舷窗对星敏感器定姿精度的影响；2)在实际星空背景下通过星敏感器拍图测试舷窗对星敏感器星等探测灵敏度影响；3)将带舷窗与不带舷窗的星敏感器对准某一天区连续工作一段时间，测试舷窗对星敏感器静态测量精度的影响；4)将带舷窗与不带舷窗的星敏感器置于转台上旋转，测试舷窗对星敏感器动态跟踪性能影响；5)利用太阳模拟器测试舷窗对星敏感器杂散光保护角的影响。

【技术特征摘要】
1.一种舷窗式星敏感器系统测试方法，其特征在于步骤如下：1)使用单星模拟器对带舷窗和不带舷窗式星敏感器进行测试，验证舷窗对星敏感器定姿精度的影响；2)在实际星空背景下通过星敏感器拍图测试舷窗对星敏感器星等探测灵敏度影响；3)将带舷窗与不带舷窗的星敏感器对准某一天区连续工作一段时间，测试舷窗对星敏感器静态测量精度的影响；4)将带舷窗与不带舷窗的星敏感器置于转台上旋转，测试舷窗对星敏感器动态跟踪性能影响；5)利用太阳模拟器测试舷窗对星敏感器杂散光保护角的影响。2.根据权利要求1所述的一种舷窗式星敏感器系统测试方法，其特征在于：所述步骤2)的具体测试方法为：将星敏感器对准真实星空拍图，得到不带舷窗与带舷窗时视场内恒星的星等，及所拍摄图像的对应像素灰度值；如果不带舷窗与带舷窗时星等均满足不低于5.5等星，且拍摄图像的对应像素灰度值变化小于10％，则舷窗不影响星敏感器星等探测能力及星图识别功能；如果带舷窗时探测星等低于5.5等星，或者对应像素灰度值变化超出10％，则舷窗影响星敏感器星等探测能力及星图识别功能。3.根据权利要求1所述的一种舷窗式星敏感器系统级测试方法，其特征在于：所述步骤3)的具体测试方法为：在真实星空背景下，将星敏感器对准某一天区连续工作一段时间，将该段时间内星敏感器输出的四元数转换为姿态角，并统计静态测量精度；带舷窗后比对测试，如果带舷窗与不带舷窗的静态测量精度差值在1″以内，则舷窗对星敏感器测量精度无影响；如果带舷窗与不带舷窗时静态测量精度差值超出1″，则舷窗对星敏感器测量精度有影响。4.根据权利要求1所述的一种舷窗式星敏感器系统测试方法，其特征在于：所述步骤4)的具体测试方法为：在真实星空背景下将星敏感器置于转台上以预设角速度旋转，保证测试星敏感器在该预设角速度下稳定跟踪，输出四元数持续更新且有效；加舷窗比对测试，如果星敏感器仍能稳定跟踪，则舷窗对星敏感器动态跟踪性能无影响；如果星敏感器不能稳定跟踪，输出四元数出现短时间不更新，则舷窗对星敏感器动态跟踪性能有影响。5.根据权利要求1所述的一种舷窗式星敏感器系统级测试方法，其特征在于：所述步骤5)测试舷窗对星敏感器杂散光保护角的影响的具体过程为：在暗室条件下，将星敏感器不带舷窗置于转台上，设置太阳模拟器与星敏感器光轴成40°夹角，使太阳模拟器的光强达到0.5个太阳常数，用星敏感器进行拍图，如果所拍图像灰度值小于180，则该角度满足星敏感器杂散光保护角；将舷窗固定到星敏感器前方拍图，如果相同角度下图像灰度值小于180，说明舷窗对星敏感器杂散光保护角无影响；如果图像灰度值大于180，说明舷窗对星敏感器杂散光保护角有影响。6.根据权利要求1所述的一种舷窗式星敏感器系统测试方法，其特征在于：所述步骤1)的具体方法为：11)将星敏感器置于转台上，使单星模拟器与星敏感器的初始位置对准；在视场范围内，随机生成均匀分布的N个转台位置序列(α1,β1),(α2,β2),…(αi,βi)…,(αN,βN)，i＝1,2,……,N，其中αi、βi分别表示转台的俯仰角、偏航角；在(αi,βi)处采集星点质心坐标(xij,yij)，j＝1,2,……,M；N和M为正整数；12)求取...

【专利技术属性】
技术研发人员：王向，郭旭升，施常勇，张召弟，艾奇，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31