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《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》 2004年
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CMOS图像传感器在星敏感器中应用研究

刘智  
【摘要】:星敏感器是一种以恒星为参照系,以星空为工作对象的高精度的空间姿态测量装置,是迄今为止最精密且漂移最小的姿态测量部件,经常为卫星、洲际战略导弹,宇宙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的能力,具有极为重要的应用价值。 CCD目前是星敏感器中的标准图像传感器件。然而在长期的应用过程中发现CCD器件存在着诸多缺点,如抗空间辐射的能力比较差、所需要的电源种类比较多、图像电荷须经串行顺序输出才能到达输出端、制造工艺复杂且无法与通用集成电路制造工艺兼容等。随着技术的不断发展,对星敏感器的姿态精度、体积、重量和功耗等技术指标提出了越来越高的要求,基于上述原因,CCD的星敏感器电子学设计复杂,体积、功耗无法进一步减小。 近年来得到快速发展的CMOS图像传感器与CCD一样都属于固态成像器件。不同的是,CMOS图像传感器将图像传感部分和控制电路高度集成在同一芯片里,其体积不仅明显缩小,而且功耗也大大降低,只相当于CCD的三分之一到十分之一,具有重量轻、高可靠、高集成、低成本、宽动态范围、抗辐射和没有拖影等众多优点,克服了上述CCD器件的固有缺点,充分满足了星敏感器对图像敏感器件的要求,因此具有在星敏感器中应用的巨大潜力。世界各主要星敏感器研究所都在对基于CMOS图像传感器的各种姿态敏感器如地球敏感器、太阳敏感器和星敏感器等进行认真研究,目前已经取得了一些重要进展。 本文的主要研究目的就是准备将CMOS图像传感器引入星敏感器,对其在星敏感器中应用的可行性和应用方法进行研究。围绕着CMOS图像传感器在星敏感器中应用的具体目标,本文主要做了以下研究工作: 1.在分析、比较和归纳有关文献和专著的基础上,本文首先对星敏感器的主要发展背景、发展现状和发展趋势做了简要介绍。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP212

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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2 钟红军;杨孟飞;卢欣;;流水线并行处理提高星敏感器数据更新率[J];光学精密工程;2009年09期
3 钟红军;杨孟飞;卢欣;;APS图像传感器及其在星敏感器中的应用[J];光学技术;2009年02期
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5 刘丹;刘智;;卷帘式快门CMOS数字相机测速算法[J];吉林大学学报(信息科学版);2013年01期
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8 梁国龙;何昕;魏仲慧;何家维;;星敏感器地基评测系统的设计研究[J];红外;2013年06期
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张华;高精度双视场星敏感器关键技术研究[D];华中科技大学;2011年
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3 谷林;基于CMDS图像传感器的嵌入式二维准直测角系统[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2007年
4 何家维;高精度全天时星敏感器关键技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈洪生;基于IBIS5的APT系统视频跟踪器技术研究[D];长春理工大学;2010年
2 孙伟;基于卷帘式快门的数字相机速度测量技术研究[D];长春理工大学;2010年
3 周艳;星敏感器光学系统测试设备研究[D];西安电子科技大学;2010年
4 王勇;基于LUPA300的高帧频APT精跟踪成像技术研究[D];长春理工大学;2011年
5 施群山;航天器姿态解算及其半实物仿真技术研究[D];解放军信息工程大学;2011年
6 许文菊;星点提取的数字滤波器设计与实现[D];南京航空航天大学;2007年
7 曲春红;CMOS图像传感器在APT系统中的应用技术研究[D];长春理工大学;2008年
8 李春辉;基于TMS320DM642的图像采集系统的设计与实现[D];天津大学;2007年
9 熊伟;基于IBIS5的APT系统粗跟踪相机技术研究[D];长春理工大学;2009年
10 柴华;固态图像传感器的快门特性及其应用研究[D];长春理工大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 陈元枝;基于星敏感器的卫星三轴姿态测量方法研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
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3 郑万波;基于星敏感器的全天自主分层星识别算法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董守愚;;CMOS图象传感器[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年06期
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5 陈向伟,王龙山,刘庆民,崔治;基于CCD图像的圆度误差测量的研究[J];半导体光电;2004年04期
6 王庆有,朱晓华,王飞,齐龙,张致强;梳状体二值化数据采集方法的研究[J];半导体光电;2004年05期
7 包立君;浦昭邦;唐文彦;;航空接插件线簧孔视觉检测系统的研制[J];半导体光电;2006年03期
8 张南洋生;张波;杨坤涛;;一种变阈值二值化CCD像元细分技术研究[J];半导体光电;2006年04期
9 赵凯生;刘爽;龙再川;杜昊;;基于Web服务器的高性能CCD相机数据采集系统设计[J];半导体光电;2006年05期
10 陈慧敏;栗苹;张英文;孙建强;李昆;;CMOS图像传感器的研究新进展[J];半导体光电;2006年06期
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1 张泽;段广仁;;超定条件下基于星敏感器的姿态确定[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 原玉磊;郑勇;张超;;星敏感器光学系统自主在轨标定[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S09组合导航与导航新方法[C];2012年
3 张新洁;谢哲东;;用于精密位移测量的视频引伸计系统的研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
4 刘长岭;张泽宇;杨宁;;光电编码器校正控制研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
5 许维星;乔卫东;杨建峰;马丽华;葛伟;;小视场镜头畸变测量研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 鲍峰;李金;周建勇;王颖;;基于国产TDICCD的成像系统设计与实现[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 王良;汶德胜;王宏;占建明;;空间瞬态光辐射目标的精确定位[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
8 朱奎义;;车载式钢轨断面动态测量装置[A];发展重载运输技术适应经济社会建设——铁路重载运输货车暨工务学术研讨会论文集(工务部分)[C];2011年
9 周兴义;居波;;光电跟踪测量仪器垂直轴晃动测量结果的分析[A];2009年全国测绘仪器综合学术年会论文集[C];2009年
10 何平安;郭定一;张明建;万来毅;龚辉;林介帮;;基于图像处理的钢坯侧面形状检测系统[A];2009年全国测绘仪器综合学术年会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 王文标;基于视觉测量的快速再制造成形系统关键技术研究[D];大连海事大学;2010年
3 王富治;视觉检测的几个关键问题研究[D];电子科技大学;2011年
4 曹建伟;直拉式单晶硅生长炉的关键技术研究[D];浙江大学;2010年
5 卢科青;逆向工程中多传感器集成的自由曲面数字化测量及其数据预处理方法研究[D];浙江大学;2010年
6 易学锋;单反数码相机精密位移测量研究[D];武汉大学;2009年
7 贾辉;高精度星敏感器星点提取与星图识别研究[D];国防科学技术大学;2010年
8 李智;风电规律预测及对电网运行影响的研究[D];山东大学;2011年
9 白俊奇;高分辨率红外成像中的图像处理算法研究[D];南京理工大学;2010年
10 林强;隧道支护体结构健康监测技术研究[D];长安大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐成功;智能CCD垂线坐标仪[D];山东科技大学;2010年
2 姜涛;数字视频在多光轴动态同步检测中的应用[D];长春理工大学;2010年
3 齐晓飞;基于路径识别的机器人视觉导航技术的研究[D];长春理工大学;2010年
4 张杨;基于双目立体视觉的CCD测距系统设计[D];长春理工大学;2010年
5 韩亚丽;图像精密测量算法研究[D];郑州大学;2010年
6 黄宇;嵌入式多模态生物特征识别系统设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 杨维洲;基于数学形态学和亚像素提取的图像检测算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 薛信庆;采用结构光方法实现动态目标的三维轮廓重构[D];大连理工大学;2010年
9 王庆男;高精度插齿刀磨齿机减振与插齿实验研究[D];大连理工大学;2010年
10 朱萃;基于机器视觉的微小型组件精密测量与装配[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 裴志军,国澄明,姚素英,赵毅强;CMOS有源像素图像传感器的噪声控制技术[J];半导体光电;2002年06期
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1 张伟娜;全伟;;高动态下CMOS星敏感器探测能力分析[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年
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1 陈元枝;基于星敏感器的卫星三轴姿态测量方法研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
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5 李杰;APS星敏感器关键技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
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7 王伟国;空间目标白天光电探测技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
8 张小虎;靶场图像运动目标检测与跟踪定位技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
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10 邓天平;自由空间光通信系统关键技术研究[D];华中科技大学;2007年
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1 蔡军辉;基于FPGA的视频信号数字化采集与显示系统[D];南京航空航天大学;2010年
2 王一叶;基于稀疏表示的立体匹配算法和红外目标的检测与跟踪[D];浙江大学;2012年
3 冯月霞;基于DSP的视频图象目标快速识别与跟踪系统设计[D];中国科学院西安光学精密机械研究所;2001年
4 张文涛;光通信APT中CCD多次采样的分析及驱动电路的设计[D];电子科技大学;2002年
5 王蔚;MATLAB环境下的数字滤波器设计及其应用[D];苏州大学;2002年
6 张波;可编程动态靶标的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
7 张永健;光通信精跟踪系统的研究与设计[D];电子科技大学;2003年
8 李春艳;利用神经网络技术实现星敏感器的星图识别[D];辽宁师范大学;2003年
9 刘瑞娟;天文导航中星图图像底层处理的研究[D];华北电力大学(北京);2004年
10 肖作江;24位绝对式光电轴角编码器的研究[D];长春理工大学;2004年
【二级引证文献】
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1 江振治;马晓锋;王刃;胡海彦;;恒星相机姿态计算及其在摄影测量中的应用[J];测绘通报;2011年01期
2 陈运锦;冯莹;魏立安;赵辉;朱志武;;光斑质心亚像素定位误差的实验研究[J];光电工程;2010年02期
3 张少迪;王延杰;孙宏海;;三角形剖分以及PSO-BP神经网络在星图识别中的应用[J];光电工程;2011年06期
4 孙长胜;吴云峰;张传义;刘宁文;赖东寅;;智能相机发展及其关键技术[J];电子设计工程;2010年11期
5 屠大维;张翼成;;基于灰度差异的棋盘格角点自动检测[J];光学精密工程;2011年06期
6 张少迪;王延杰;孙宏海;;三角剖分以及径向基函数神经网络在星图识别中的应用[J];光学精密工程;2012年02期
7 陈杰春;丁振良;袁峰;;质心检测不确定度的估计方法[J];光学学报;2008年07期
8 陶淑苹;金光;曲宏松;贺小军;杨秀彬;;实现空间高分辨成像的数字域时间延迟积分CMOS相机设计及分析[J];光学学报;2012年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 张伟娜;全伟;;高动态下CMOS星敏感器探测能力分析[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
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4 何家维;高精度全天时星敏感器关键技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
5 刘海波;基于星敏感器的无陀螺角速度测量新方法研究[D];国防科学技术大学;2012年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈洪生;基于IBIS5的APT系统视频跟踪器技术研究[D];长春理工大学;2010年
2 孙伟;基于卷帘式快门的数字相机速度测量技术研究[D];长春理工大学;2010年
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6 台丙勇;弹体在线检测多路信号并行处理系统研究[D];长春理工大学;2011年
7 王勇;基于LUPA300的高帧频APT精跟踪成像技术研究[D];长春理工大学;2011年
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9 陈锐;基于星敏感器的星图识别方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 霍达;基于CMOS视频采集卡的管道环焊缝X射线数字检测系统[D];上海交通大学;2012年
【二级参考文献】
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1 程开富;CMOS图像传感器及应用[J];半导体光电;2000年S1期
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1 陈元枝;基于星敏感器的卫星三轴姿态测量方法研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
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6 王健;视频图像抗晕光研究[D];西安理工大学;2009年
7 朱天成;微光CMOS图像传感器关键技术研究[D];天津大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 底杉;应用于TOF三维测距的CMOS图像传感器研究[D];西安电子科技大学;2014年
2 王勇;基于LUPA300的高帧频APT精跟踪成像技术研究[D];长春理工大学;2011年
3 刘广新;基于多图像传感器的室内定位系统的研究[D];长春理工大学;2011年
4 张帆;多车道抓拍相机系统的研究[D];中国计量学院;2012年
5 陆逢阳;一种用于CMOS图像传感器的12-bit 500-kS/s循环型模数转换器的设计[D];吉林大学;2014年
6 严博;激光粒度仪的优化设计[D];西安工业大学;2012年
7 黄海华;CMOS图像传感器的并行测试开发[D];复旦大学;2011年
8 韩阳;基于数字CMOS图像传感器的激光光斑检测系统[D];天津大学;2010年
9 于俊庭;4T有源像素图像拖影消除的工艺模拟与器件仿真[D];天津大学;2010年
10 贾俊国;CMOS传感器在棉花采摘机器中的应用研究[D];河北科技大学;2012年
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