星敏感器工作程
星敏感器属光电变换电子检测系统检测目标恒星关键元件光敏感元件[9]构成星敏感器光学检测处理单元三性组分典型星敏感器构造图24中示：
星敏感器包含三性分光学敏感光学检测光信号处理离开光敏感元件图42典型星敏感器相关构造示意图：
图2 4星敏感器典型构造图
光学镜头系统遮光罩构成光学单元两部分光学镜头系统成星光汇集检测组分核心器件CCD成面中开展终取图电信号遮光罩性降低球太阳等天体杂散光光学镜头成方面影响通常安装光学镜头前面想取星图必须先利检测单元观测瞬时星敏感器视场应天区电信号变换成灰度信号灰度信号变换成星图通星敏感器处理模块星图展开处理实现星提取星图识姿态明确等程通程够星敏感器中惯性坐标系姿态信息[3]
星敏感器光学单元光学镜头遮光罩两部分组成中通光学镜头系统星光进行汇集然CCD光学检测成系统进行光电转换样获星光应电信号采集星光时候会存气散光者太阳等天体杂光影响时候安装光学镜头前方遮光罩发挥作想取星图必须先利检测单元观测瞬时星敏感器视场应天区电信号变换成灰度信号灰度信号变换成星图然星敏感器会开始处理星图通中处理模块提取相关星图识确认星姿态通信息提取星敏感器处理信息程中获惯性坐标系标示星姿态相关信息[3]
星敏感器运行程表现图25中：
图2 5星敏感器工作程
星提取星识姿态明确星敏感器运行程中关键工作星提取指星图恒星星明确星点坐标运算星图分辨作星图匹配星获取结果前提创建匹配模式寻求匹配标准导航星表匹配模式够获观测星导航星间唯匹配结果姿态明确程指星敏感器姿态信息解算程[10]
星图分辨通常称星图匹配首先获取星结果然创建出相应匹配模式找标准导航星表进行匹配相应模式样通匹配模式发现导航星观测星间唯存匹配结果星敏感器解算姿态信息程姿态明确程[10]
23 星敏感器成原理
星敏感器误差参数标定星敏感器成机理前提实施星敏感器成模式属摄影检测技术类星敏感器成方式非常独特成时候够假定物距焦距均致（物距远远相距）星敏感器透镜设计程中量达中心透视投影成模型需求条件够星敏感器成模型简化成针孔成模型[37]
根星敏感器工作原理成机理标定误差参数里成模式应该结摄影检测类技术范畴星敏感器成方式非常独特成时候够假定物距焦距均致（物距远远相距）设计星敏感器光学透镜时候做中心透视然样成模型符合求相简单针孔成技术作星敏感器透视成模型[37]
针孔成模型属非常理想成模型思考光学误差说焦距误差点偏差光学畸变等素成影响星敏感器视场区间中恒星光心连线成面中交点属恒星成面投影点种成关系作透视投影者中心射影[38]关系图26中示
成模型中针孔成理想化果考虑光学误差考虑教具误差者光学畸变点偏差等素造成成偏差星敏感器视场区间中恒星光心连线成面中交点属恒星成面投影点种成关系称中心影射称透视投影[38]图26表示成机理：
图2 6星敏感器成机理示意图
图26中成面坐标系中点坐标星敏感器坐标系恒星坐标针孔成模型机理满足组例关系（属零常数）关系式：
图成面坐标系中发现点具体坐标表示星敏感器中代表恒星表示坐标根针孔成技术相关原理里会形成关系式（中常数0）关系式：
（22）
进步推导：
（23）
化成矩阵形式：
（24）
公式（21）代入公式（24）中图面坐标系星敏感器坐标系间关系：
（24）中代入公式（21）出图面星敏感器坐标系关系式：
（25）
公式中代表点坐标中作化焦距次代表图坐标系中两坐标轴中尺度子出公式（25）代表考虑光学畸变条件星敏感器成基原理
里（25）公式表示星敏感器忽略光学畸变情况基成原理
24 星间角距变原理
恒星位置位穷远方够认穷远处恒星产生星光种行光具备行光特点
恒星宇宙中位置非常远穷远形容基恒星光做行光完全行光特点分析两颗恒星发射行光会改变光学系统轴角度角度称星际间角距离[39]图27示
图2 7两颗恒星互相间角距示意图
图中代表两颗恒星间距离代表恒星距光学系统距离代表星间角距两颗恒星光学系统夹角
星间角距变原理容：忽略计噪声失真影响星敏感器坐标系中恒星方矢量形成夹角恒星天球坐标系中应位置矢量形成夹角相[40]
星间角距变原理容：果星敏感器相关坐标系中考虑失真噪声素中恒星表示方矢量标记两者间夹角角度天求坐标系恒星位置矢量应产生夹角数值完全致[40]
根图28中示够星间角距变原理通数学方式表达：代表天球坐标系代表成面坐标系代表星敏感器坐标系假设代表恒星星敏感器坐标系中方矢量代表天球坐标系中方矢量：
中天球坐标系表示成面坐标系表示星敏感器坐标系表示果星敏感器坐标系应恒星方适量表示天球坐标系中恒星应方适量表示形成：
（26）
中恒星赤赤纬
（27）
中次代表恒星星敏感器成面坐标系中点坐标坐标代表星敏感器中光学镜头焦距
图2 8星间角距变原理示意图
根星间角距变特点够助星间角距正弦者四余弦值创建观测方程作关键方便实施续星敏感器光学系统参数标定工作
（28）
（29）
公式（28）公式（29）进行星敏感器观测方程误差校准优势般情况方法计算程非常简单星间角距余弦数值已面积应星敏感器轨标定程中[41]应星间角距正弦值创建观测方程提高标定精度帮助角度正弦值余弦变化相更加敏感然需进行更计算星间角距正弦数值适合应说面标定等实时性求较低场合[41]
25 章结
文章先讲述常星敏感器误差标定程中4类参考坐标系分：成面坐标系图面坐标系坐标系星敏感器坐标系外具体讲述星敏感器成机理星敏感器光学误差标定前提成原理出恒星角距定义星间角距保持变前提通星间角距正弦值者余弦值创建观测方程分析优缺点章星敏感器误差标定初步认识研究工作奠定理基础
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星敏感器属光电变换电子检测系统检测目标恒星关键元件光敏感元件[9]构成星敏感器光学检测处理单元三性组分典型星敏感器构造图24中示：
星敏感器包含三性分光学敏感光学检测光信号处理离开光敏感元件图42典型星敏感器相关构造示意图：
图2 4星敏感器典型构造图
光学镜头系统遮光罩构成光学单元两部分光学镜头系统成星光汇集检测组分核心器件CCD成面中开展终取图电信号遮光罩性降低球太阳等天体杂散光光学镜头成方面影响通常安装光学镜头前面想取星图必须先利检测单元观测瞬时星敏感器视场应天区电信号变换成灰度信号灰度信号变换成星图通星敏感器处理模块星图展开处理实现星提取星图识姿态明确等程通程够星敏感器中惯性坐标系姿态信息[3]
星敏感器光学单元光学镜头遮光罩两部分组成中通光学镜头系统星光进行汇集然CCD光学检测成系统进行光电转换样获星光应电信号采集星光时候会存气散光者太阳等天体杂光影响时候安装光学镜头前方遮光罩发挥作想取星图必须先利检测单元观测瞬时星敏感器视场应天区电信号变换成灰度信号灰度信号变换成星图然星敏感器会开始处理星图通中处理模块提取相关星图识确认星姿态通信息提取星敏感器处理信息程中获惯性坐标系标示星姿态相关信息[3]
星敏感器运行程表现图25中：
图2 5星敏感器工作程
星提取星识姿态明确星敏感器运行程中关键工作星提取指星图恒星星明确星点坐标运算星图分辨作星图匹配星获取结果前提创建匹配模式寻求匹配标准导航星表匹配模式够获观测星导航星间唯匹配结果姿态明确程指星敏感器姿态信息解算程[10]
星图分辨通常称星图匹配首先获取星结果然创建出相应匹配模式找标准导航星表进行匹配相应模式样通匹配模式发现导航星观测星间唯存匹配结果星敏感器解算姿态信息程姿态明确程[10]
23 星敏感器成原理
星敏感器误差参数标定星敏感器成机理前提实施星敏感器成模式属摄影检测技术类星敏感器成方式非常独特成时候够假定物距焦距均致（物距远远相距）星敏感器透镜设计程中量达中心透视投影成模型需求条件够星敏感器成模型简化成针孔成模型[37]
根星敏感器工作原理成机理标定误差参数里成模式应该结摄影检测类技术范畴星敏感器成方式非常独特成时候够假定物距焦距均致（物距远远相距）设计星敏感器光学透镜时候做中心透视然样成模型符合求相简单针孔成技术作星敏感器透视成模型[37]
针孔成模型属非常理想成模型思考光学误差说焦距误差点偏差光学畸变等素成影响星敏感器视场区间中恒星光心连线成面中交点属恒星成面投影点种成关系作透视投影者中心射影[38]关系图26中示
成模型中针孔成理想化果考虑光学误差考虑教具误差者光学畸变点偏差等素造成成偏差星敏感器视场区间中恒星光心连线成面中交点属恒星成面投影点种成关系称中心影射称透视投影[38]图26表示成机理：
图2 6星敏感器成机理示意图
图26中成面坐标系中点坐标星敏感器坐标系恒星坐标针孔成模型机理满足组例关系（属零常数）关系式：
图成面坐标系中发现点具体坐标表示星敏感器中代表恒星表示坐标根针孔成技术相关原理里会形成关系式（中常数0）关系式：
（22）
进步推导：
（23）
化成矩阵形式：
（24）
公式（21）代入公式（24）中图面坐标系星敏感器坐标系间关系：
（24）中代入公式（21）出图面星敏感器坐标系关系式：
（25）
公式中代表点坐标中作化焦距次代表图坐标系中两坐标轴中尺度子出公式（25）代表考虑光学畸变条件星敏感器成基原理
里（25）公式表示星敏感器忽略光学畸变情况基成原理
24 星间角距变原理
恒星位置位穷远方够认穷远处恒星产生星光种行光具备行光特点
恒星宇宙中位置非常远穷远形容基恒星光做行光完全行光特点分析两颗恒星发射行光会改变光学系统轴角度角度称星际间角距离[39]图27示
图2 7两颗恒星互相间角距示意图
图中代表两颗恒星间距离代表恒星距光学系统距离代表星间角距两颗恒星光学系统夹角
星间角距变原理容：忽略计噪声失真影响星敏感器坐标系中恒星方矢量形成夹角恒星天球坐标系中应位置矢量形成夹角相[40]
星间角距变原理容：果星敏感器相关坐标系中考虑失真噪声素中恒星表示方矢量标记两者间夹角角度天求坐标系恒星位置矢量应产生夹角数值完全致[40]
根图28中示够星间角距变原理通数学方式表达：代表天球坐标系代表成面坐标系代表星敏感器坐标系假设代表恒星星敏感器坐标系中方矢量代表天球坐标系中方矢量：
中天球坐标系表示成面坐标系表示星敏感器坐标系表示果星敏感器坐标系应恒星方适量表示天球坐标系中恒星应方适量表示形成：
（26）
中恒星赤赤纬
（27）
中次代表恒星星敏感器成面坐标系中点坐标坐标代表星敏感器中光学镜头焦距
图2 8星间角距变原理示意图
根星间角距变特点够助星间角距正弦者四余弦值创建观测方程作关键方便实施续星敏感器光学系统参数标定工作
（28）
（29）
公式（28）公式（29）进行星敏感器观测方程误差校准优势般情况方法计算程非常简单星间角距余弦数值已面积应星敏感器轨标定程中[41]应星间角距正弦值创建观测方程提高标定精度帮助角度正弦值余弦变化相更加敏感然需进行更计算星间角距正弦数值适合应说面标定等实时性求较低场合[41]
25 章结
文章先讲述常星敏感器误差标定程中4类参考坐标系分：成面坐标系图面坐标系坐标系星敏感器坐标系外具体讲述星敏感器成机理星敏感器光学误差标定前提成原理出恒星角距定义星间角距保持变前提通星间角距正弦值者余弦值创建观测方程分析优缺点章星敏感器误差标定初步认识研究工作奠定理基础
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