空间功能复用光学探测器关键技术研究

本项目围绕空间功能复用光学探测器技术展开深入研究，以深空探测为任务背景，以在巡航段作为姿态敏感器的太阳敏感器和在接近段用于拍摄目标天体图像的遥感相机为具体研究对象，从理论分析、模型仿真、标定方法及系统设计等方面研究该功能复用光学探测器的基础理论和关键技术。本项目拟解决太阳敏感器和相机复用光学探测器的光学系统设计、基于两级光学系统的太阳敏感器姿态测量模型，以及利用太阳模拟器和两轴转台同时实现对太阳敏感器和相机标定的新方法等关键技术瓶颈，并构建集成度高、工作模式灵活的信息处理硬件系统，设计相应的仿真测试系统，实现高度集成、功能复用的太阳敏感器和相机复用光学探测器样机。本项目将为我国空间光学探测器的多功能、小型化发展提供理论基础和技术实现途径。

本项目以深空探测为任务背景，以在巡航段作为姿态敏感器的太阳敏感器和在接近段用于拍摄目标天体图像的遥感相机为具体研究对象，深入分析该功能复用光学探测器的相关技术，完成的主要工作和成果如下：.(1)建立了太阳敏感器和相机复用光学探测器的成像模型，依据所建立的模型，通过仿真分析确定了最优的设计参数，并研制了相应的光学系统。.(2)对现有的CCSDS遥感图像压缩算法进行改进，提出了一种基于灰度值分割的感兴趣区域图像压缩算法。.(3)提出两种太阳光斑质心提取算法，一种是基于FPGA的硬件实现算法，一种是基于软核处理器的软件算法，从而满足系统不同的工作频率要求。.(4)基于内嵌处理器软核MicroBlaze的FPGA，设计实现了本项目功能复用光学探测器的SOPC信息处理系统。.(5)提出本项目功能复用光学探测器标定新方法，建立了内外参数统一的标定模型。.(6)研制了高集成度小型化的原理样机，并设计了有效的地面测试系统和测试软件，对样机进行了功能测试。.本项目按照研究计划完成了全部研究内容，所取得的研究成果对推动我国航天技术，尤其是深空探测技术的发展具有重要意义。