机械工程学报

作者：姬松松, 孙婷, 邢飞

单位：1. 北京信息科技大学先进光电子技术国际合作联合实验室 北京 100192;2. 清华大学精密仪器系 北京 100084

关键词：星敏感器,目标能量变化,信噪比,热设计,仿真分析；

基金：国家自然科学基金青年基金（61605099）和北京市高层次创新创业人才支持计划青年拔尖人才（G04070017）资助项目。

目前，国内机构针对星敏感器的温控研究与设计较少，多集中于星图的图像处理和图像算法的优化。着重以星图中目标能量变化、信噪比、质心定位误差等参数为指标，分析温度对该星敏感器的热影响，从而实现高精度星敏感器在空间复杂热环境下的可靠应用。进一步基于星敏感器的结构及热分布，对星敏感器进行热设计及散热路径优化，提出星敏感器热电制冷器（Thermo electric cooler，TEC）的热控措施。以典型在轨高温工况与低温工况为例，利用有限元仿真软件进行该热设计的有效性与合理性仿真分析。在以上的设计与分析基础上，完成一套温度控制系统，通过模拟星敏感器在高温工况下的环境条件，使用热电制冷方式对星敏感器采取制冷措施，使星敏感器探测器温度维持在20℃±3℃，达到温控指标，保证星敏感器能够在恶劣温度环境下持续提供高精度姿态信息。重点阐明热环境因素与成像质量之间的关系，完成温度与星点识别精度的关联性分析，为后续星敏感器热控设计及定姿精度提升提供参考。

来源：2021年第22期

《机械工程学报》期刊编辑部

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