星敏感器基本原理及研究现状与发展趋势
高精度星敏感器结构设计与标定
高精度星敏感器结构设计与标定林为才【摘要】Star sensor is a high precision attitude measurement instrument. Structure design and precision calibration method of high-accuracy star sensor is discussed in this paper. The measure errors of optical system can be decreased by using design of big visual angle and relative diameter lightly optical system. Design methods of specular baffle and focus plane assembly are introduced. The precision calibration method of star sensor is presented. The system errors can be diminished as far as possibly by this way. The sensor is calibrated and tested by leica theodolites. It is testified that the precision of star sensor is met,which the precision of single star is less than 3 second.%星敏感器是一种高精度的姿态敏感测量仪器。
研究了星敏感器的结构设计和精度标定方法，通过大视场、大相对孔径的轻小型光学系统的设计，减小光学系统的测量误差；介绍了星敏感器的遮光罩和焦平面组件的设计方法，给出了星敏感器的精度标定方法，利用该方法来最大限度地减小系统误差。
捷联惯导_星敏感器组合导航技术研究
惯性坐标系之间的转换关系是能够实时计算得到 的 ,所以本文即认为在经过一系列坐标变换以后 ,星 敏感器最后输出的是本体坐标系相对于地理坐标系 的相关姿态信息 。
3 组合导航系统工作原理
捷联惯导系统 SI N S /星敏感器 CCD 组合导航 的工作原理见图 1。捷联惯导系统和星敏感器分别 输出飞行器的姿态转换矩阵信息 。经坐标变换后 , 卡尔曼滤波器接收两个导航子系统输出的相对导航 坐标系的姿态转换矩阵元素的差值 , 同时将捷联惯 导系统输出的姿态转换矩阵中的元素作为组合导航 系统测量矩阵的相应数据 。通过采用 Kalm an 滤波 反馈校正的方式对捷联惯导系统和星敏感器输出的 姿态转换矩阵信息进行数据融合 , 估计出系统的各 个误差状态量 ,然后用系统误差估计值去校正捷联 惯导系统力学编排中的相应导航参数 , 即将系统误 差估计值反馈到捷联惯导系统的内部 , 最后输出有 关飞行器导航参数的最优估计 。
Oct12005 Vol123, No. 5
航 天 控 制 Aerospace Control
・31・
捷联惯导 /星敏感器组合导航技术研究
王 鹏 张迎春 强文义 张荣林
哈尔滨工业大学卫星技术研究所 , 哈尔滨 150001
3
摘 要 针对在捷联惯导系统中陀螺的误差存在随着时间积累而逐渐增大的缺 点 ,提出了捷联惯导系统 +星敏感器的组合导航方案 , 并进行了仿真及结果分 析 。以 Kalm an滤波为基础 ,通过将捷联惯导系统和 CCD 光学传感器所测得的 飞行器相关姿态信息进行数据融合 ,估计出组合导航系统的误差状态量 ,进而修 正捷联惯导系统的位置 、 速度和姿态角 。详细推导了捷联惯导 +星敏感器组合 导航的算法 ,并通过对仿真结果的分析证实了该方案的可行性和算法的有效性 。 主题词 捷联惯导系统 星敏感器 组合导航 卡尔曼滤波 中图分类号 : V249. 3 文献标识码 : A 文章编号 : 1006 2 3242 ( 2005 ) 05 2 0031 2 06
传感器发展现状与发展趋势
传感器发展现状与发展趋势引言传感器是现代科技的重要组成部分，其在各个领域中扮演着至关重要的角色。
传感器的发展不仅推动了科学技术的进步，也改变了人们的生活方式。
本文将对传感器的发展现状与发展趋势进行探讨。
传感器的发展现状传感器的定义和分类传感器是一种能够感知和获得外界信息并转化为可用信号的装置。
传感器按照不同的工作原理和应用领域可以被分为多种类型，如光学传感器、温度传感器、压力传感器、湿度传感器等。
传感器的应用领域传感器广泛应用于各个领域，如工业自动化、医疗健康、交通运输、环境监测等。
在工业自动化中，传感器可以实时监测生产过程中的温度、压力、湿度等参数，以保证生产质量和安全。
在医疗健康领域，传感器被用于监测病人的血压、心率等生命体征，以提供及时的医疗救助。
在交通运输领域，传感器被用于智能交通系统中，实时监测道路交通情况，以优化交通流量和减少交通事故。
传感器的发展挑战尽管传感器在各个领域中有着广泛的应用，但其发展仍面临着一些挑战。
首先，传感器的精度和灵敏度需要不断提高，以满足人们对于更精准数据的需求。
其次，传感器在极端环境下的可靠性和稳定性需要得到提升，以适应各种恶劣条件下的工作需求。
此外，传感器的能耗和体积也需要进一步减小，以适应小型化和无线化的趋势。
传感器的发展趋势物联网与传感器的融合随着物联网的快速发展，传感器与物联网的融合将成为未来的趋势。
通过将传感器与云计算、大数据等技术相结合，可以实现传感器数据的高效传输、存储和分析，进一步推动社会的数字化和智能化发展。
人工智能与传感器的结合人工智能技术的快速发展为传感器的应用带来了新的机遇。
传感器可以用于采集大量的数据，而人工智能算法可以对这些数据进行分析和学习，从而做出更加智能的决策和预测。
通过将传感器与人工智能相结合，可以实现更加智能化的应用，如无人驾驶汽车、智能家居等。
新材料与传感器的结合新材料的发展也将对传感器产生深远的影响。
新材料的特殊性能可以被用于制造更加高效和灵敏的传感器。
星敏感器姿态确定仿真综合实验
f
vn / cosn
第 n 颗星的单位矢量在星敏感器坐标系中的分量列阵：
X n sin n cosn
sn
Yn
cosn
cos
n
Vs
Zn sin n
或，根据星像点质心坐标直接计算得单位矢量：
Xn
sn
Yn
Zn
un2
1 vn2
f
2
un
f
vn
Vs
式中 为星敏感器测量误差矢量。
航空航天大学
专业综合实验报告
学 院 宇航学院 班 级 111514
学 号 11151146 姓 名 高荣荣
指导老师
王海涌
2015 年 1 月 3 日
星敏感器姿态确定仿真综合实验
摘要：通过对电子星图模拟器和星敏感器 PC 仿真平台的操作，实现星敏感器姿态确定，以
及借助星象天文馆，来实现电子星图模拟器对星的标定。完成星敏感器系统仿真。 关键词：星敏感器定姿星图模拟星图姿态矩阵
星敏视场 n 颗恒星在星敏感器坐标系 Sb 中的单位矢量坐标分别为 (X1, Y1, Z1), (X2, Y2, Z2), …, (Xn, Yn, Zn)。 经过星图匹配，获知这 n 颗恒星在惯性空间 i 系中单位矢量坐标：[U1, V1, W1], [U2, V2, W2], … , [Un, Vn, Wn]，是由星表中赤经赤纬经过直角坐标转换求得。 则存在以下矩阵转换关系式：
arcsin(t13 );
arctan(t23 ) t33
姿态角θ和ψ的取值围都在[-90°,90°]； φ的取值围都在[-180°,180°] 然后基于主值再获得真值。
三实验步骤 1.设定观星地址和观星时间，采用静基座天顶观测方式，解算出相机光轴的赤经、赤纬和旋 角。 （1）设定观星地点为市延庆县马匹营村，北纬 40°30′14.571″，东经 116°04′20.815″ （2）设定时间为 2011 年 8 月 20 日 22h22min222s （3）2011 年 8 月 20 日当天世界时 0 时对应的恒星时为 12h16m40.6407s;
星敏感器精度测试论文
星敏感器精度测试论文【摘要】为了在实际星空条件下，精确测定星敏感器的精度，提出利用陀螺加速度计数据与卡尔曼滤波算法，使星敏感器与地理坐标系精确对准，根据星敏感器定姿原理，将测试时刻实际数据与理论输出比对，实测值表明，此方法测得数值，具有更加令人信服的工程实际价值。
【关键词】星敏感器精度评估初始对准经纬仪卡尔曼滤波1 引言星敏感器的测角精度在几个角秒到几十个角秒不等，传统的方法主要依赖于高精度的模拟器，但是模拟器毕竟只是模拟输入，与真实星空不尽相同，测试数据也定与真实数据较有更大的差距。
本文在利用经纬仪准直法保证陀螺、加表与星敏感器三轴平行安装的情况下，利用卡尔曼滤波算法实现北东地地理坐标系与星敏感器测量坐标系对准，通过坐标变换把星敏感器实测数据与理论数据转换到同一坐标系下，从而实现在实际星空下对星敏感器精度的评估。
2 星敏感器测量坐标系与地理坐标系固连将星敏感器固定在地球上，那么星敏感器则随着地球转动，只要将星敏感器的测量坐标系与地理坐标系精确固连，根据坐标系转换则可以实现对星敏感器测角精度的评估。
所谓的精确固连，就是精确确定星敏感器测量坐标系与地理坐标系的转换矩阵，或者利用某种手段使星敏感器测量坐标系与地理坐标系精确对准，而现有的对准技术主要依赖于陀螺和加表，那么只要陀螺和加表与星敏感器平台安装，且实现陀螺加表的测量坐标系与星敏感器测量坐标系的精确标定，星敏感器测量坐标系与地理坐标系的对准问题就转化为陀螺和加表测量系与地理坐标系的对准问题，而陀螺和加表与地理坐标系的对准问题可以利用成熟的卡尔曼滤波算法实现，通过经纬仪布站方法可以实现陀螺加表坐标系与星敏测量坐标系转换矩阵的标定。
2.1 陀螺加表测量坐标系与星敏感器测量坐标系转换矩阵的确定通过精加工安装支架可以实现星敏感器与陀螺加表测量坐标系指向相同，实际安装时无法做到转换矩阵是绝对的单位阵，这就需要用经纬仪布站的方法测量转换矩阵，需要4台经纬仪，记为T1、T2、T3、T4，实际测量时，T1、T2与星敏感器立方晶自准直建立星敏感器测量坐标系，用同样方法通过T3，T4建立惯测组合测量坐标系，再通过T1、T3互瞄可以得到陀螺加表测量坐标系与星敏感器测量坐标系的的转换关系，近似于单位阵。
星载遥感技术在测绘中的应用与发展趋势
星载遥感技术在测绘中的应用与发展趋势引言测绘作为一门重要的空间信息科学，为我们认识和掌握地理信息提供了重要手段。
而星载遥感技术作为测绘领域中的一项重要技术手段，近年来在测绘领域中得到了广泛的应用。
本文将从星载遥感技术的定义、应用领域、发展趋势等方面进行论述。
一、星载遥感技术的定义与原理星载遥感技术是利用卫星等载体采集地球表面和大气的电磁波辐射信息，进行测绘和环境监测等各种应用的一种技术手段。
其原理是通过卫星载体上的传感器捕捉和记录地球表面和大气产生的不同波段的电磁辐射，并将其转化为数字信号进行记录和分析。
二、星载遥感技术在测绘中的应用1. 地形地貌测绘星载遥感技术能够获取高分辨率的地表影像，通过对这些影像进行处理和解译，可以获得地形地貌的详细信息，包括地面高程、地形起伏以及地表覆盖等。
这对于城市规划、土地利用、生态环境保护等方面具有重要意义。
2. 海洋测绘海洋作为地球表面的重要组成部分，对于人类的生存和发展有着重要的影响。
星载遥感技术可以获取海洋表面的海洋波浪、海洋潮汐、海洋气候等信息，可以用于海洋资源开发、海洋生态环境保护、海洋气象预测和海洋灾害监测等方面。
3. 灾害监测与预警星载遥感技术可以实时监测地球表面的自然灾害，如火山爆发、地震等，通过获取高分辨率的影像和数据，可以对灾害范围进行准确划定和评估，为救援工作提供重要的参考。
三、星载遥感技术的发展趋势1. 多源数据融合随着卫星技术的发展，星载遥感技术获取的数据量越来越大，多源数据的融合将成为未来的发展趋势。
不同卫星的数据融合能够提供更全面、更准确的信息，对于测绘领域的研究和应用具有重要的意义。
2. 高分辨率影像获取随着卫星技术的进步，星载遥感技术获得的影像分辨率正在不断提高。
高分辨率影像可以提供更加详细、精确的地理信息，对于城市规划、土地利用、资源调查等方面具有重要的价值。
3. 数据处理和解译技术的发展星载遥感技术获取的数据量庞大，因此数据处理和解译技术的发展是必不可少的。
基于CCD星敏感器的天文导航关键技术的发展
基于CCD星敏感器的天文导航关键技术的发展作者：李峻年王伟来源：《科教导刊·电子版》2013年第09期摘要天文导航是一种自主式的精确导航方法，在航海、航空、航天等领域，都发挥着重要作用。
本文对天文导航系统和关键技术的发展历程进行了详细分析，其中包括天文导航系统的原理，以及星图模拟、星图提取等技术。
本文对天文导航系统关键技术的发展进行了总结，指出结合实际传感器参数和实际应用中载体的运动情况，进一步对关键技术进行研究，是天文导航技术发展的必经之路。
关键词天文导航星图模拟星图提取星敏感器中图分类号：U666.131 文献标识码：A1 概述随着光学技术、电子技术、人工智能技术等领域的不断发展，以大视场CCD星敏感器为传感器，基于星图识别和星图匹配技术的天文导航系统由于精度高、不需人工干预、不需要向外辐射信号等特点，成为目前无源自主导航的热点发展方向之一。
此外，由于系统结构简单、体积小、重量轻，因此易于和其他系统进行集成，可用于空中飞行器、舰船、陆地车辆等，是导航系统重要的发展方向。
我国从上世纪末开始，也对天文导航技术投入了大量研究，本文重点研究天文导航系统的基本原理，以及其中相关的关键技术发展进程。
2 国内外天文导航技术的发展早在二千多年前，我国就已有天文方法应用于航海的记载。
随着天文学的发展，特别是到了十八世纪.欧洲出现了船上使用的测角仪器——六分仪和船上使用的准确计时仪器——航海天文钟，使天测船位的精度有明显的提高。
后来，又有美国船长沙姆纳于1837年发现了利用等高度线求经、纬度的方法，这方法又于1875年被法国海军中校圣·希勒尔改进为近代广泛应用的“圣·希勒尔法”，又称为“高度差法”的画天文船位线的方法，使天文导航方法日趋完善。
近几十年来，以恒星位置为基准的进行精确定位的星敏感器（Star Sensor），也称星跟踪器（Star Tracker），已经得到了广泛地应用。
星敏感器通用规范-最新国标
星敏感器通用规范1 范围本文件规定了星敏感器在地面使用和在轨应用期间的通用技术要求、检验规则、标志、包装、运输和贮存。
本文件适用于星敏感器产品的全生命周期，包含设计、制造、检验、验收、运输、贮存及服役应用。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本文件。
GB/T 191 包装储运图示标志3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1星敏感器 star sensor,star tracker以恒星为观测对象，输出其测量坐标系相对于J2000.0日心惯性坐标系下的姿态信息。
3.2测量坐标系 measurement coordinate system以星敏感器图像探测器中心为原点，一般定义光轴方向为Z轴，指向接插件方向为Y轴，符合“右手法则”的坐标系。
3.3转台坐标系 turn—table coordinate syste转台零位状态下，由转台两个或三个回转轴系决定的坐标系。
注：三个轴的外框、中框和内框一般定义为偏航、俯仰和滚转轴。
3.4姿态测量误差 measurement error星敏感器输出姿态与姿态真值之间的偏差。
注：包含高频误差和视场低频误差。
3.5高频误差 high frequency error(noise equivalent angle)由时域误差和空域高频误差组成的误差。
注：时域误差包含单个像素随时间变化产生的灰度响应噪声，受像素尺度的暗电流噪声、光电探测器读出噪声、ADC量化转换噪声、电路噪声以及杂散光引起的散粒噪声；空域高频误差包含光电探测器相近位置像素间响应的系统差异性和随机差异性而产生的1Hz到数据更新率上限的噪声。
3.6视场低频误差 low spatial frequency error受星敏感器光学畸变、导航星光谱及空域分布差异影响，在光电探测器空间分布上产生的0.01Hz～1Hz的误差。
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星敏感器基本原理及研究现状与发展趋势 0 引言 星敏感器是以恒星为参照系，以星空为工作对象的高精度空间姿态测量装置，通过探测天球上不同位置的恒星并进行解算，为卫星、洲际战略导弹、宇航飞船等航空航天飞行器提供准确的空间方位和基准，并且与惯性陀螺一样都具有自主导航能力，具有重要的应用价值。 星敏感器的研究发展与应用已历经半个多世纪，随着新材料，新器件的出现和工艺技术的进步，精度提高，功耗减小，成本降低，应用领域日益广泛的新型星敏感器不断推出。因此，及时收集整理分析比较国外星敏感器的信息，有利于国内有关姿态测量控制技术的发展。
1 星敏感器研究现状 1.1 应用于卫星等空间飞行器的星敏感器 星敏感器空间适用性好，且成本较高，因此传统上多用于卫星等空间飞行器的定姿。
1.1.1 基于 CCD 图像传感器的星敏感器 电荷耦合器件(CCD)体积小，重量轻，功耗低，耐冲击，可靠性高，像元尺寸及位置固定，对磁场不敏感，适合空间应用需要，自70年代中期美国率先研发出基于CCD的星敏感器后，一直作为主流的图像传感器应用于星敏感器。
（1）德国 Jena-Optronik 的 ASTRO 系列 该公司的第一款星敏感器是 ASTRO 1，1984 年研制，1989年应用于MIR(和平)空间站上。其后的 ASTRO 5 是全自主星敏感器，重量轻、功耗小、价格便宜，但横滚轴精度较差，需要两枚同时工作以提高精度。ASTRO 10 为分体式结构，电子模块与光敏模块分离，主要应用于近地轨道的各类卫星(SAR-Lupe，TerraSAR，DARPA’s Orbital Express,我国的 HJ-1 与 FY-3 等)。ASTRO 10 集高精度低功耗低重量低成本等优点于一身，是全自主式星敏感器。主要特点是：内置星表，无须先验知识定姿，遮光罩的遮光角可以自定。自主温控或者由飞行器控制。电子模块和敏感器头部相互独立，依靠电缆连接，便于在飞行器上的安装与调整。电子接口可选。可靠性高，在轨寿命长，抗辐射性能好。ASTRO 15 (图 1)是 Jena-Optronik 目前最先进的自主式星敏感器，具有高度的可靠性、耐用性和广泛的适用性。被波音公司选定为 Boeing 702 platform 卫星的标准配置。同 ASTRO 10 相比，ASTRO 15 尺寸重量增大，视场基本不变，观星能力增强，单星精度提高，定姿时间缩短。
图 1 ASTRO 15 星敏感器 （2）法国SODERN的星敏感器 SED12 是 SODERN 公司第一款 CCD 星敏感器，自 1989 年在苏联 GRANAT 上使用以来 10 年无故障，三倍于设计寿命。1997 年开始研制的 SED 16 于 2001 年 5 月随 SPOT5 卫星首飞成功，SED16 可用于地球观察、科学探测、深空探测、地球同步轨道、ISS cargo 等多种任务，现在大量被客户采购。 SED26(图 2)是 SED16 的 ITAR (国际军品贸易条例)的自由版本。同样是多用途、全自主，可提供三轴姿态和载体运动角速度的星敏感器。
图 2 SED26 星敏感器（无遮光罩） 最新的 SED36 是专门为 Pléiades 卫星提供高姿态精度的星敏感器，设计源自 SED26，使用同样的子部件，优化了热-机械设计，对光学畸变进行了精确的校正，升级了星表，增加了导航星数目。一体结构改为分体结构，以增强散热。
（3）美国 Lockheed Martin 的 AST-301[1] AST-301（图 3）作为主要的姿态传感器应用在 JPL 2003 年 1 月发射的空间红外望远镜装置(SIRTF) 上。为实现 SIRTF 的要求，使用两个冗余 AST-301 自主式星敏感器。可以 2 Hz 的频率输出姿态四元数，X/Y，Z 轴精度分别达到 0.18/0.18 arcsec, 5.1arcsec， 优于 AST-201 星敏感器 5.5 倍。
图 3 AST-301 星敏感器 AST-301 使用 ACT 星表，71，830 颗导航星，星图的质心算法提高到 1/50 像素的水平，并优化姿态估算。使用自主式延时积分（TDI）完成 X 轴向的图像移动补偿，防止由于飞行器的运动造成的精度降低。Y 轴向使用图像移动调节(IMA)处理图像拖尾，使合成图像信噪比最大，这样可以在 0.42 °/s 的速度下做到精确跟踪。没有任何先验信息的条件下，全天任何地方 3 s 内成功获得姿态的概率为 99.98%。
（4）其他基于 CCD 传感器的星敏感器 除上面介绍的以外，丹麦技术大学(DTU)，意大利伽利略，美国 Ball，英国萨里(SSTL)，俄国空间研究院等机构在星敏感器研发领域都处于领先的地位，这里不作详细描述，仅将各个型号的 CCD 星敏感器的主要参数列表如下： 表1 基于CCD的星敏感器性能参数列表 Company Star sensor Mass /kg Power /W Accuracy (arcsec) 1σ P/Y，R Update rate /Hz FOV /(°) Sensitivity /Mv Slew Rate /(°)s-1
Germany ASTRO5 1.5 5 5，40 2~10 14.9×14.9 6.0 0.7(10Hz) Jena-Optronik ASTRO10 3.1 <14.5 2，15 8 17.6×13.5 6.0 0.6~1.0 ASTRO15 6.0 <24 1，10 4 13.3×13.3 6.5 0.3~2.0 France SED16/26 3.3 8.5 3，15(3σ,LFE) 1~10 17×17 <10 SODERN SED36 3.7 8.4 1，6(3σ,LFE) <8 <10 Denmark DTU ASC[2] 1.2 8 1，8 1 22×16 1.2 USA Ball CT-601 7.8 8~12 3 10 8×8 1.0~6.0 0.3~1.5 HAST[3] 0.2(<1(°)/s) 2 8.8×8.8 5.5 0~4 USA HDOS HD1003[4] 3.9 10 2，40 10 8×8 6.5 Lockheed Martin AST-301 7.1 18 0.18,5.1(pair) 2 5×5 0.42
Italy Galileo A-STR 3.0 13.5 9，95(3σ, 0.5(°)/s) 10 16.4×16.4 1.5~5.5 0.5~2.0 U.K. SSTL Altair-HB 1.8 2.8 15，50 1 15.7×10.5 6.0 0.5 Denmark Terma HE-5AS 3.0 7 1，5 <4 22×22 6.2 0.5~2.0
Russia SRI of RAS BOKZ-MF 1.8 8 5，12 1 2.0
1.1.2 基于 CMOS APS 的星敏感器 有源型 CMOS 图像传感器，是上世纪 90 年代美国 JPL 研发的一种 CMOS 图像传感器。与 CCD 星敏感器相比，APS 星敏感器具有明显的不同，主要表现为：较宽的视场(20°×20°)。大的视场有更多的较亮的导航星，星敏感器星等阈值可以降低、光学部分的重量减轻、导航星表的容量减少。采用 CMOS 图像传感器。CMOS 图像传感器把光敏阵列、驱动和控制电路、模拟信号处理电路、存储器、A/D 转换器、全数字接口电路等完全集成在一起，实现单芯片数字成像系统，并且是单电压电源供电，它具有极低的功耗、数据可重复性读出方式，减少了系统噪声[5]。APS 图像传感器具随机窗口读取能力，这种能力简化了接口，使系统小型化。单片 ASIC(特殊用途集成电路)集成了星敏感器所有功能，芯片集成了 I2C 总线接口、快速的像心提取逻辑、微处理器(8051)、存储器等等，使星敏感器的体积减小、功耗降低。APS 星敏感器硬件系统得以简化，避免了电荷转移效率的限制，具有更好的抗辐射能力。由于像元结构集成了多个功能晶体管的原因，CMOS 图像传感器暗电流，固定模式噪声和响应不均匀性较高，并且较低的填充率直接影响亚像元插分精度。以图 4 所示 AeroAstro Miniature Star Tracker (MST)为例，使用 Fillfactory 的 STAR1000 CMOS 图 像传感器，尺寸很小，重 300 g，功耗 2 W，成本很低，但精度稍差，为 70 arcsec(3σ)。为研制更小型、更低功耗的星敏感器，国际上的主要星敏感器供应商都在积极研究基于 CMOS 图像传感器的星敏感器及其相关技术，并已取得实用化成果。表 2 为各种 APS 星敏感器的性能比较。 表2 几种APS星敏感器的性能 Company Star sensor Mass /kg Power /W Accuracy (arcsec) 1σ P/Y，R Update rate /Hz FOV /(°) Sensitivity /Mv Slew Rate /(°)s-1
Jena-Optronik ASTRO APS 1.8 6 2，15 10 20(cone) 5.8 0.3~5 SODERN HYDRO 2.2 12 1.4，9.8(1.0(°)/s) 1~30 <10 JPL MAST[6] 0.042 0.069 7.5， 50 20×20 5.4 Galileo Avionica AA-STR 1.425 4~7 12，100(2σ) 10 20(cone) 5.4 <4 ESA ASC0SS 0.31 2.4 30， 10 20×20 5.0 AeroAstro MST 0.3 2 70（3σ） 1 30(cone) 4 <10
1.2 应用于科学实验气球的星敏感器 作为星敏感器的一种，星相机常用于科学试验气球的精确定位。通常，实验气球工作的 40 km 海拔处仍有较为明亮的天空背景。因此，气球用星相机要成为自主式姿态敏感器，就要解决白天观星的问题[7]。Balloon-borne Large-Aperture Submillimeter Telescope(BLAST)的空中精确定位就使用了一对冗余的星相机 ISC 和 OSC。其白天观星是通过选用大口径长焦距的镜头以及适当波长的红光滤光片，配合 4 英尺长的遮光罩解决的，冗余星相机保证了太阳在 任何方向都可观星。2005 年，BLAST 在瑞典基律纳成功飞行 4 天，证实了在典型的白天条件下，ISC 可提供绝对精度<5″, 输出频率 1 Hz 的实时定位。 High Energy Replicated Optics (HERO)[8] 实验也使用了星相机进行定位。“HERO”的星相机如图 5 所示。2001 23 May 16:30 UT 进行升空实验，观测巨蟹座区域，理论计算的星等灵敏度为 9.7 Mv，实际识别 11 星，巨蟹座所有亮于 8 等的和一半 8~8.5 等的星在白天被识别。