嫦娥二号-卫星CMOS相机技术及应用

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1、航天返回与遥感第32卷第2期12SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2011年4月“嫦娥二号”卫星CMOS相机技术及应用岳涛张宏伟黄长宁陈晓丽(北京空间机电研究所，北京100076)摘要“嫦娥二号”卫星上装载了1台降落相机和3台监视相机．相机采用CMOS成像技术．突破了轻小型低功耗高度集成化相机设计技术、自动曝光技术、高速彩色图像静态压缩技术以及开窗和亚采样技术，对月面、卫星太阳翼展开、490N发动机工作以及定向天线展开等卫星关键动作进行了成功拍摄．是中国CMOS成像技术在深空探测领域的首次成功应用，

2、具有重要的里程碑意义和广阔的应用前景。关键词互补金属氧化物半导体相机降落相机监视相机“嫦娥二号”卫星技术应用中图分类号：V474．3文献标识码：A文章编号：1009—8518(2011)02—0012一06TheApplicationofChang’E-2CMOSCameraTechnologiesYueTaoZhangHongweiHuangChangningChenXiaoli(BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity，Beijing100076，China)AbstractT

3、hereareonelandingcameraandthreesurveillancecamerasloadedonChang’E一2satellite．Thesecameras，basedOilCMOSimagingtechnique，accomplishsmart-and-light，low-consuming，andhighly-in—tegratedcameradesign，andtheyalsobreakthroughauto—exposuretechnology，high-speedcompresstechnolog

4、yofcolorimageandstaticgrayimage，andsub—samplingtechnology．Thefourcamerashavetakensatisfyingpic-turesofmoonphysiognomy，expansionofsatellitesolarbatterywing，workingstateof490Nengine，anddeploy—mentofdirectionalantenna．ThesuccessfulapplicationoffourcamerasmeansthatChinah

5、asseizeddeep——spaceCMOSimagingtechnologyindependently．KeywordsCMOScameraLandingcameraSurveillancecameraChang’E-2satelliteTechnologyappli—cation1引言近年来，互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CMOS)相机技术作为一种新的遥感成像技术，具有轻小型低功耗等优势，已在国外得到广泛应用。“嫦娥二号”卫星上搭载了1台降落相机和3台监视相

6、机，是中困第一次尝试在深空探测中使用CMOS相机技术，本文重点对星载4台相机突破的关键技术、创新点及其在轨应朋情况进行介绍，以期能在航空航天领域得到更广泛的应用。2降落相机和监视相机2010年10月1日，“嫦娥二号”卫星成功发射，太阳翼监视相机随即开机捕获到卫星太阳翼展开全过收稿H期：201l一0l～19基金项目：国家重大科技专项工程第2Ⅻ*#}。#tj}”1iCMOS目“＆}A＆月13程。随后定向天线监视相机、490N发动机监视相机和降落相机相继开机工作，对卫星戈键动作及月面进行丁成像。获取的图像纹理清晰、色彩鲜明，相机性能指

7、怀达到国际先进水平．降落相机具有输出像元敏为1280xl024和640x512两种f：作模式，Ell于“嫦娥二号卫星属于深空探测卫星，对质母和功耗有严椿要求，因此降落相机仅肓5029；3台监税相机最轻的仪有3529。表I为降落相机和监视相机实现的主耍技术指标．图1为降落相机实物和拍摄的月球表面环形山图像。i1*n《m∞&$镕#塑标降落相机技术指标实测值Ⅱ栏押机技术指标实测值城段范围／n．500～800430～710模式：l280×1024490X笸自机监M目m：1280×1024有效像元数太闭嚣监褪相机：l024×1024模式．

8、：640×512定向人线§视相机：l024×l024模式1490N发动机监“相机：J帧频／(帧／s)^阳离监视相机：j模式=：10定向K线监≈目机5罱化值n“模式一3770490N发自机监m相机}90功耗／W^阳露＆视相机：245模式=：4002定自玉线监Ⅷ相机