星敏感器是以恒星為參照係，以星空為工作對象的高精度空間姿態測量裝置，通過探測天球上不同位置的恒星並進行解算，為衛星、宇航飛船等航空航太飛行器提供準確的空間方位和基準，並且和慣性陀螺一樣都具有自主導航能力，具有重要的應用價值。
星敏感器工作原理為：圖像感測器拍攝當前視場范圍內的星空圖像，圖像經信號處理，提取星體在觀測視場中的位置（和亮度）資訊，並由星圖識別演算法在導航星庫中找到觀測星的對應匹配，用這些匹配星對計算出星敏感器的三軸姿態。
星敏感器總體結構包括：光學系統、CMOS圖像電路、FPGA處理電路、DSP數據處理電路、機械結構等部分。圖像鏡頭中，成像在CMOS圖像感測器的焦平面上。FPGA中驅動電路對CMOS發出時序控制信號，CMOS正常工作後，讀取圖像數據，預處理讀取的圖像數據，包括數據位的轉換和實時的星點細分定位。將所得的星點位置和亮度資訊傳輸給數字信號處理器（DSP）進行星圖識別和星體目標跟蹤，最後輸出姿態資訊。
星敏感器通常包含全天球識別工作模式和星跟蹤工作模式。在全天球工作模式下，星敏感器通過光學鏡頭在視場范圍內拍攝得到星圖，經過星點質心定位、星圖識別和姿態解算等步驟之後，直接輸出姿態資訊。在星跟蹤模式下，星敏感器利用先驗姿態資訊，進入星跟蹤演算法模組，通過局部的星點質心定位和識別最終解算出當前姿態資訊。
截止到目前為止，研究人員已經研制出很多不同類型的星敏感器産品並且成功應用。在研究過程中，研究人員發現通過採用多視場的星敏感器設計方法，可以在不改變探測星等的情況下減小視場，保證星敏感器的姿態測量精度。
現如今，天文自主導航已經成為航太器技術中重要的領域，也是未來發展的主要趨勢。作為高精度的姿態測量儀器，星敏感器必然有良好的發展和應用前景。
本文由石家莊藁城區興安鎮中學高級教師崔會欣進行科學性把關。
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