仪器仪表学报

作者：杜康，刘春雨，谢运强，樊星皓，刘帅

单位：杜康,1?中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033；2?中国科学院大学北京100049,,刘春雨,1?中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033,,谢运强,1?中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033；2?中国科学院大学北京100049,,樊星皓,1?中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033；2?中国科学院大学北京100049,,刘帅,1?中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033,

关键词：星敏感器;微纳卫星;非球面;光学设计;大相对孔径;微小型

基金：国家自然科学基金（51827806）资助

星敏感器是卫星上精度最高的姿态测量仪器，其通过对恒星成像与识别来确定卫星的三轴姿态，主要由光学系统、电子学系统和信息处理系统组成。传统卫星上高精度星敏感器的体积重量较大，难以满足蓬勃发展的微纳卫星的任务需求，成为限制微纳卫星定位精度的主要障碍。相对于电子学微型化、集成化和信息处理技术的飞速发展，光学系统成为星敏感器小型化的瓶颈。提出一种基于非球面大相对孔径微小型光学系统设计方法，仅用5片镜片，即可实现焦距25mm，相对孔径1/1?3，17°全视场角，在奈奎斯特频率处MTF优于0?5，采用选取相对部分色散系数相同或接近、色散系数相差较大的玻璃组合的方法，有效校正了500~880nm宽光谱色差，并实现了全视场畸变≤0?013%。引用此技术设计纳型星敏感器镜头焦距25mm，重量仅为15g，降低到国内纳型星敏感器镜头的1/5。结果表明，光学系统经测试畸变等指标，满足角秒级星点中心确定的要求，为高精度纳型星敏感器提供了核心保障。

来源：2019年第6期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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