3．日本

CES3是日本Astro Research公司生产的一种圆锥扫描地球敏感器,由光学头部和信息处理电路两部分组成,并装有太阳识别探头。CES3主要应用于中低轨道高度（100～3000 km）的三轴稳定卫星的姿态控制系统中,其扫描半圆锥角为55°,扫描速度为60 r/min,分辨力为2′,视场大小为1.5°×1.5°,可以达到的准确度（3σ）为:随机误差小于0.07°、常规误差小于0.05 °。它的质量为2.7 kg,尺寸为Φ 118mm ×200mm,功耗为2W,正常工作的温度范围为- 5～45 ℃,使用寿命大于5 a。

4．意大利

由伽利略公司生产的ESS（earth & sun elevations sen2sor）是用于自旋卫星或三轴稳定卫星调整轨道旋转阶段姿态控制的仰角探测器,可以用于低轨道到超同步类型的各种卫星。该敏感器主要包括2个红外地球仰角传感器以及2个狭缝的太阳仰角传感器,所有传感器共同工作,并输出电流脉冲,通过这些包含方位信息的电流脉冲能够确定航天器旋转速度、太阳和地球仰角等。目前, ESS已成功应用于70多颗电子通信卫星、科学实验卫星以及遥感卫星,其使用寿命（GEO轨道）长达15年。

ESS地球敏感器主要由地球敏感器、太阳敏感器、机械接口、电子线路和数据接口几部分构成,其各部分的性能参数如下:地球敏感器:工作波段为14～16.25μm,视场为1.5°×1.5°,随机误差（3σ）小于0.15°,系统误差（3σ）小于0.20°；太阳敏感器:工作波段为0.4～1.1μm,视场为±80°,随机误差（3σ）小于0.01°,系统误差（3σ）小于0.035°；机械部分:尺寸为166mm ×150mm ×127mm,质量小于1.4 kg；电子线路部分:输入电压为±15V,功耗< 1W；数据接口部分:输入电压为（14 ±1.5）V,地球信号脉冲宽度为（200 ±20）μs,太阳信号脉冲宽度为10ms , 60 r/min。

另外, ESS的工作环境条件为:转速为10～100 r/min,工作温度为- 20～50 ℃,存储温度为- 30～60 ℃。

可见,单一种类的敏感器已经不能很好地满足高精度姿态控制系统的要求,从而出现了组合类型的敏感器。组合类型的敏感器在准确度、质量、体积、功耗等方面的性能都有一定程度的提高。

四、红外地球敏感器发展趋势分析

为了促进卫星的小型化并降低卫星的造价,采用新型的微技术是十分必要的。在过去的30多年里,基于硅及其相关技术的微传感器得到了迅速发展,这也使得应用于太空的各种敏感器不断向着智能化、综合化、小型化的方向发展。对于红外地球敏感器来说,其发展方向为小型化、智能化、高精度、高稳定性、低功耗和长寿命。

动态扫描型的红外地球敏感器由于存在扫描机构,其质量大、功耗多,并且,扫描机构长时间运动会使敏感器产生振动偏差,因此,其测量精度不能得到进一步提高,且这一类型的地球敏感器的技术已经十分成熟,继续发展的空间很小。而静态红外地球敏感器由于采用凝视型成像,不需要扫描机械的运动,在质量、功耗、精度以及使用寿命等方面都比动态地球敏感器存在优势,尤其是面阵地球敏感器,精度要比线阵地球敏感器更高。并且,静态地球敏感器的发展起步相对较晚,其发展空间仍十分巨大。然而,静态红外地球敏感器在研发的过程中需要解决大视场的要求。

可以说2种类型的敏感器各有利弊,但是,总体说来,静态地球敏感器已经成为了一种发展趋势, 尤其是微机电（MEMS）技术的发展将促进静态红外地球敏感器的性能得到进一步提高。

目前,单一种类的敏感器已不能满足卫星姿态控制系统高精度以及高稳定性的要求,实际应用中,大多采用多种敏感器的组合方式,用来提高姿态控制的精度和稳定性。

例如:使用星敏感器作为主要定姿装置,则将高精度太阳敏感器和红外地球敏感器作为备份,或反之。各种敏感器互为备份,甚至还有一些组合模式的敏感器出现,如意大利伽利略公司的ESS,这些新型敏感器将为航天器的稳定运行提供更加稳定的姿态保障。

五、结束语

红外地球敏感器作为卫星姿态控制系统的重要组成部分,必须适应卫星的发展需求而不断地提高其性能。国外地球敏感器在满足卫星小型化、低造价等要求方面,不断向着小型化、智能化、高精度、高稳定性、低功耗和长寿命的方向发展,甚至出现组合方式的敏感器以更好地适应卫星小型化、微型化的应用需求,十分值得国内的生产和研制单位借鉴。

3．日本

CES3是日本Astro Research公司生产的一种圆锥扫描地球敏感器,由光学头部和信息处理电路两部分组成,并装有太阳识别探头。CES3主要应用于中低轨道高度（100～3000 km）的三轴稳定卫星的姿态控制系统中,其扫描半圆锥角为55°,扫描速度为60 r/min,分辨力为2′,视场大小为1.5°×1.5°,可以达到的准确度（3σ）为:随机误差小于0.07°、常规误差小于0.05 °。它的质量为2.7 kg,尺寸为Φ 118mm ×200mm,功耗为2W,正常工作的温度范围为- 5～45 ℃,使用寿命大于5 a。

4．意大利

由伽利略公司生产的ESS（earth & sun elevations sen2sor）是用于自旋卫星或三轴稳定卫星调整轨道旋转阶段姿态控制的仰角探测器,可以用于低轨道到超同步类型的各种卫星。该敏感器主要包括2个红外地球仰角传感器以及2个狭缝的太阳仰角传感器,所有传感器共同工作,并输出电流脉冲,通过这些包含方位信息的电流脉冲能够确定航天器旋转速度、太阳和地球仰角等。目前, ESS已成功应用于70多颗电子通信卫星、科学实验卫星以及遥感卫星,其使用寿命（GEO轨道）长达15年。

ESS地球敏感器主要由地球敏感器、太阳敏感器、机械接口、电子线路和数据接口几部分构成,其各部分的性能参数如下:地球敏感器:工作波段为14～16.25μm,视场为1.5°×1.5°,随机误差（3σ）小于0.15°,系统误差（3σ）小于0.20°；太阳敏感器:工作波段为0.4～1.1μm,视场为±80°,随机误差（3σ）小于0.01°,系统误差（3σ）小于0.035°；机械部分:尺寸为166mm ×150mm ×127mm,质量小于1.4 kg；电子线路部分:输入电压为±15V,功耗< 1W；数据接口部分:输入电压为（14 ±1.5）V,地球信号脉冲宽度为（200 ±20）μs,太阳信号脉冲宽度为10ms , 60 r/min。

另外, ESS的工作环境条件为:转速为10～100 r/min,工作温度为- 20～50 ℃,存储温度为- 30～60 ℃。

可见,单一种类的敏感器已经不能很好地满足高精度姿态控制系统的要求,从而出现了组合类型的敏感器。组合类型的敏感器在准确度、质量、体积、功耗等方面的性能都有一定程度的提高。

四、红外地球敏感器发展趋势分析

为了促进卫星的小型化并降低卫星的造价,采用新型的微技术是十分必要的。在过去的30多年里,基于硅及其相关技术的微传感器得到了迅速发展,这也使得应用于太空的各种敏感器不断向着智能化、综合化、小型化的方向发展。对于红外地球敏感器来说,其发展方向为小型化、智能化、高精度、高稳定性、低功耗和长寿命。

动态扫描型的红外地球敏感器由于存在扫描机构,其质量大、功耗多,并且,扫描机构长时间运动会使敏感器产生振动偏差,因此,其测量精度不能得到进一步提高,且这一类型的地球敏感器的技术已经十分成熟,继续发展的空间很小。而静态红外地球敏感器由于采用凝视型成像,不需要扫描机械的运动,在质量、功耗、精度以及使用寿命等方面都比动态地球敏感器存在优势,尤其是面阵地球敏感器,精度要比线阵地球敏感器更高。并且,静态地球敏感器的发展起步相对较晚,其发展空间仍十分巨大。然而,静态红外地球敏感器在研发的过程中需要解决大视场的要求。

可以说2种类型的敏感器各有利弊,但是,总体说来,静态地球敏感器已经成为了一种发展趋势, 尤其是微机电（MEMS）技术的发展将促进静态红外地球敏感器的性能得到进一步提高。

目前,单一种类的敏感器已不能满足卫星姿态控制系统高精度以及高稳定性的要求,实际应用中,大多采用多种敏感器的组合方式,用来提高姿态控制的精度和稳定性。

例如:使用星敏感器作为主要定姿装置,则将高精度太阳敏感器和红外地球敏感器作为备份,或反之。各种敏感器互为备份,甚至还有一些组合模式的敏感器出现,如意大利伽利略公司的ESS,这些新型敏感器将为航天器的稳定运行提供更加稳定的姿态保障。

五、结束语

红外地球敏感器作为卫星姿态控制系统的重要组成部分,必须适应卫星的发展需求而不断地提高其性能。国外地球敏感器在满足卫星小型化、低造价等要求方面,不断向着小型化、智能化、高精度、高稳定性、低功耗和长寿命的方向发展,甚至出现组合方式的敏感器以更好地适应卫星小型化、微型化的应用需求,十分值得国内的生产和研制单位借鉴。