[发明专利]一种星敏感器

权利要求书

1.一种星敏感器，其特征在于，包括光学头部和函数库软件，所述光学头部至少包括图像探测器和CPLD电路，所述图像探测器用于采集星光图像，所述CPLD电路用于时序控制和图像数据打包分包；

所述函数库软件部署于应用系统上，用于对星图数据处理，解算载体姿态信息；

其中，光学头部电路采用三维电子物化设计，所述CPLD电路为基于FLASH工艺的芯片。

2.根据权利要求1所述的星敏感器，其特征在于，所述光学头部包括遮光罩、光学镜头、探测器板和光学头部本体；

所述遮光罩由圆柱形的镜筒和挡光环组成，用于抑制非目标光源辐射直达CMOS成像面的杂散光概率，所述光学镜头用于光学头部的星目标成像；

其中，所述探测器板上包含有图像探测器和CPLD电路。

3.根据权利要求1所述的星敏感器，其特征在于，所述函数库软件提供库文件和头文件，数据逻辑部分以网表形式提供。

4.根据权利要求1所述的星敏感器，其特征在于，基于所述光学头部采样形成星图数据，通过高速通信接口将星图数据发送至应用系统，应用系统通过调用网表或者API函数进行星图数据处理。

5.根据权利要求1所述的星敏感器，其特征在于，所述光学头部配置有CMOS图像传感器寄存器，通过所述寄存器定时触发CMOS图像传感器启动曝光，以精确控制曝光时间。

6.根据权利要求1所述的星敏感器，其特征在于，所述星敏感器电源系统采用多芯片并联供电，并保持每个电源芯片均处于最高效率区间。

7.根据权利要求1所述的星敏感器，其特征在于，所述应用系统调度算法采用硬件语言编写，通过预定频率心跳包维持与相关器件的连接，并通过AHB总线与RISC-V软核通信。

8.根据权利要求1所述的星敏感器，其特征在于，所述函数库软件采用Cordic算子进行平方、开方和三角函数运算，以降低系统运算复杂度。

9.根据权利要求1所述的星敏感器，其特征在于，所述函数库软件包括姿态测量和待机两种工作模式，两种工作模式之间可以相互切换；

在姿态测量模式下，对采集的图像进行图像滤波、星目标检测、星目标识别、姿态解算，并响应姿态数据请求；

在待机模式下，执行自检、参数配置、在轨升级、图像传图、模式切换相关操作。

10.根据权利要求1所述的星敏感器，其特征在于，所述对星图数据处理，解算载体姿态信息具体为：

对采集图像进行星目标提取，星目标提取完成后结合标定参数计算星光观测矢量；

通过星图匹配算法进行星图识别，并确定星光惯性矢量；

根据星光观测矢量和惯性矢量通过QUEST算法计算惯性姿态矩阵，并转化为姿态四元数。