新一代空间交会对接光学成像敏感器

doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2018.02.010

空间控制技术与应用

新一代空间交会对接光学成像敏感器

刘启海，龚德铸，华宝成，钟俊，郑岩，赵春晖

北京控制工程研究所,北京 100090.

出版日期:2018-04-25 发布日期:2018-05-16
作者简介:作者简介：刘启海(1983—)，男，高级工程师，研究方向为空间视觉导航敏感器；龚德铸(1977—)，男，研究员，研究方向为空间视觉导航敏感器；华宝成(1982—)，男，高级工程师，研究方向为视觉测量敏感器技术；钟俊(1986—)，男，工程师，研究方向为空间视觉导航敏感器；郑岩(1984—)，男，工程师，研究方向为空间视觉导航敏感器；赵春晖(1972—)，男，研究员，研究方向为空间视觉导航敏感器.
基金资助:
国家重点基础研究发展计划（973）资助项目（2013CB733100）.

New Generation CameraType Rendezvous and Docking Sensor

LIU Qi-Hai, GONG De-Zhu, HUA Bao-Cheng, ZHONG Jun, ZHENG Yan, ZHAO Chun-Hui-

Beijing Institute of Control Engineering, Beijing 100090， China.

Online:2018-04-25 Published:2018-05-16
Supported by:
Supported by National Key Basic Research Program of China (2013CB733100).

摘要/Abstract

摘要： 摘要：为满足中国未来空间交会对接任务对光学成像敏感器工作能力尤其是杂光抑制能力的更高需求，研制新一代空间交会对接光学成像敏感器.该产品多项指标优于其上一代产品神舟八号CCD光学成像敏感器，测量距离由原来的150~2 m范围提升为250~0.9 m范围；目标捕获时间由10 s缩短为0.32 s；抗杂光干扰能力大幅提升，实现准全天候工作.该产品已在中国神舟十一号载人飞船、天舟一号货运飞船与天宫二号的交会对接任务中成功验证，可在后续更好地服务中国空间站、探月三期等工程的交会对接任务.介绍该产品的测量原理、系统组成、地面试验和在轨工作表现等情况，并给出相应结论.

关键词: 关键词：自动交会对接, 载人飞船, 光学成像敏感器, 位置姿态测量

Abstract: Abstract：In order to achieve the higher requirements and especially the stray light suppression capacity of optical imaging sensor for our future space automated rendezvous and docking task, a new generation cameratype rendezvous and docking sensor (CRDS) is developed. Compared with the CCDbased vision guidance sensor assembled on Shenzhou8, the measured range of CRDS is improved from 150 m~2 m to 250 m~0.9 m and the initial acquisition time for target is reduced to 0.32 s from 10 s. Besides, the stray light suppression capacity significantly improved, which makes it be adaptive in nearly allweather conditions. CRDS successfully tested and verified in automated rendezvous and docking tasks of SZ11 & TG2 and TZ1 & TG2. CRDS can be better applied for the rendezvous and docking mission in future China’s space station and lunar exploration project. The measurement principle, system composition, ground test and orbit performance of the product are introduced in detail in this paper, and corresponding conclusions are also revealed.

Key words: Keywords：automated rendezvous and docking, manned spacecraft, docking sensor, position and attitude measurement

中图分类号:

V448.2

刘启海, 龚德铸, 华宝成, 钟俊, 郑岩, 赵春晖 . 新一代空间交会对接光学成像敏感器[J]. 空间控制技术与应用, 2018, 44(2): 56-61.

LIU Qi-Hai, GONG De-Zhu, HUA Bao-Cheng, ZHONG Jun, ZHENG Yan, ZHAO Chun-Hui- . New Generation CameraType Rendezvous and Docking Sensor[J]. , 2018, 44(2): 56-61.

参考文献

参考文献［1］赵春晖，高文文，刘鲁,等.神舟八号飞船交会对接CCD光学成像敏感器［J］.空间控制技术与应用，2011，37(6):613. ZHAO C H,GAO W W,LIU L, et al. A vision guidance sensor for Shenzhou8 spacecraft autonomous rendezvous and docking［J］.Aerospace Contrd and Application，2011，37(6):613. ［2］林来兴，李灿.交会对接最后逼近阶段CCD像机测量方法［J］.宇航学报，1994，15（2）：2434. LIN L X,LI C. Method of measurement in the stage of final approaching for rendezvous and docking in space［J］.Journal of Astronautics，1994（2）：2434. ［3］解永春，张昊，石磊，等. 交会对接光学成像敏感器设计中的关键问题［J］.航天控制，2006，24（5）：3544. XIE Y C,ZHANG H,SHI L,et al.Some key technical problems in the design of optical sensor used in RVD［J］.Aerospace Control，2006， 24（5）：3544. ［4］张海峰，程志恩，李朴,等.激光雷达合作目标设计及其在空间交会对接中的应用［J］.红外与激光工程，2015，44（9）：25562561. ZHANG H F,CHENG Z N,LI P, et al.Design of lidar cooperative target and its application to space rendezvous and docking［J］.Infrared and Laser Engineering，2015，44（9）：25562561. ［5］赵春晖，高文文，刘鲁,等.空间杂光对交会对接光学成像敏感器影响分析［J］.空间控制技术与应用，2012，38(3):14. ZHAO C H,GAO W W,LIU L,et al.Analysis on influence of space stray light on vision sensor for autonomous rendezvous and docking［J］.Aerospace Contrd and Application，2012，38(3):14. ［6］刘慎钊，张新邦. 载人飞船交会对接半物理仿真试验环境研究［C］//全国仿真技术学术会议论文集.西宁：中国计算机用户协会，2005：209212.

[1]	龚德铸，赵春晖，张琳，白山，覃波2，马云亮. 交会对接光学成像敏感器的LD照明系统[J]. 空间控制技术与应用, 2014, 40(5): 57-62.
[2]	赵春晖, 龚德铸, 刘鲁, 王晓燕, 王艳宝, 薛志鹏, 侯丹佳. 空间杂光对交会对接光学成像敏感器影响分析[J]. 空间控制技术与应用, 2012, 38(3): 1-4.
[3]	王晓燕, 赵春晖, 李志, 高文文, 龚德铸. 交会对接光学成像敏感器遮光罩设计[J]. 空间控制技术与应用, 2012, 38(2): 41-44.
[4]	蔡彪；林宇；刘波 . 天宫一号目标飞行器GNC分系统容错策略设计[J]. 空间控制技术与应用, 2011, 37(6): 40-46.
[5]	赵春晖, 高文文, 刘鲁, 龚德铸, 郭绍刚, 卢欣. 神舟八号飞船交会对接CCD光学成像敏感器[J]. 空间控制技术与应用, 2011, 37(6): 6-13.

新一代空间交会对接光学成像敏感器

New Generation CameraType Rendezvous and Docking Sensor

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