1 所属学科 本项目所属学科为飞行控制与导航技术，相关学科为图像处理与机器视觉、光电探测与摄像技术。 2 项目背景 星敏感器采用“精确”的恒星定姿，是目前宇航应用的测量精度最高的姿态敏感器，是以卫星为代表的各类航天器的核心产品。 由于国产星敏感器在精度、动态等方面与需求存在差距，“十五”和“十一五”期间，国内卫星主要依赖进口星敏感器，而国产中等精度（5～10″）星敏感器基本用作备份。从在轨情况看，国产星敏感器问题较多，大部分并未有效完成任务。而从我国“十二五”及后续卫星的需求来看，大部分卫星都提出了测量精度3″，动态性能1°/s以上更高指标的要求。同时，受到国外高端产品出口限制，高精度高动态星敏感器难以引进，这已经成为我国卫星研制的瓶颈问题。 正是在这种背景下，国家有关部门在“十一五”期间确立了“CCD高精度高动态星敏感器”项目，由上海航天控制技术研究所承担。该项目于2011年11 月在卫星上实现首飞，表现优异，至今在轨稳定运行。 3 主要内容和科技创新 本项目具有精度高、动态性好、轻小型、低功耗、运行稳定等优点，具有以下技术创新： （1）在国内星敏感器中首次应用1024×1024的大面阵CCD探测器，提出了一种抗噪声和光晕的光斑中心提取方法，解决了动态星点拖尾、识别速度慢和星点质心定位精度不高的问题；（2）提出一种图像曝光、质心定位、星图识别、姿态解算并行处理技术方案，通过采用三级流水线任务调度机制，解决了传统星敏感器信号处理带来的数据更新率低、星图识别时间长的问题；（3）提出一种基于姿态运动信息和相关预测机制的星跟踪算法，解决了动态条件下小波门跟踪存在的星点误识别率高、易丢失、精度不高等技术难题，大大提高了动态条件下星敏感器连续稳定输出高精度有效姿态数据的能力；（4）针对后续卫星对星敏感器轻小型、低功耗的需求，通过光、机、电、热的优化设计，解决了一体式高密度光机电设计带来的噪声及低频误差抑制难等问题。 4 专利、论文论著情况及综合水平 该项目形成8项专利，其中3项授权、6篇专著论文及8项软件登记著作权。 该项目综合技术水平居国内领先，达到国际先进，填补了国内CCD高精度高动态星敏感器的空白，对于打破星敏感器依赖进口的局面，确保该核心产品自主可控具有十分重要的意义。 5 推广应用情况及经济社会效益 本项目成果可向其它光电敏感器如甚高精度星敏感器、导航敏感器、紫外敏感器等推广应用。对相关领域的研究将起到较强的带动作用，如微光目标高精度观测、微弱图像信号识别与提取、图像匹配技术等。 该项目可广泛用于气象、海洋、减灾、导航、通信等卫星，极大提高卫星的测量和定位精度，对农林业、海洋水利、能源矿产、测绘、环保等牵涉到国计民生的各方面具有显著的贡献。 据不完全统计，“十二五”、“十三五”期间，国内各类航天器对此类高精度高动态星敏感器的需求超过260 台，经济规模达到10.4~15.6 亿人民币。