题目：高帧频太阳敏感器研制

太阳敏感器是现代航天器中重要的姿态测量敏感器，新型CMOS太阳敏感器因其具有抗辐射、集成度高、功耗低、体积小、重量轻等优势，成为新一代太阳敏感器的发展方向。但受限于CMOS图像传感器的帧频和图像处理的速度，目前太阳敏感器的数据更新率都较低，数据更新率的提高对于无惯性陀螺导航技术具有重要的意义，为提高数据更新率，本文对高帧频太阳敏感器进行了深入研究。本文基于CMOS的ROI (Region of Interest) 特性，以FPGA (Field Programmable Gate Array) 为控制核心，通过引入ROI动态跟踪算法设计并研制了一种高帧频太阳敏感器。本文首先介绍了高帧频太阳敏感器的基本原理，然后概括介绍了它的总体结构包括：电路板设计、光学掩模设计以及机械外壳设计等，再对基于FPGA的硬件逻辑设计做了详细的阐述，包括：CMOS驱动模块、ROI动态跟踪模块、实时并行流水质心定位、实时姿态硬件计算、USB接口模块以及SRAM控制模块等。最后对系统进行了标定，确定了系统的精度，并从帧频、精度以及硬件逻辑设计性能三个方面对系统的性能进行了分析。实验表明，该系统帧频可达100帧/s以上，视场范围为30°x 30°，测角精度为0.04°，数据传输速率可达到25M/s，可以实时的传回图像数据，便于实时监测和跟踪调试，可以满足许多场合对高帧频和实时性的要求。