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红外地球敏感器是集光、机、电和红外探测器组成的复杂航天姿态敏感仪器，是卫星平台姿轨控分系统的关键子系统之一。基于对地球红外辐射的敏感，在轨实现卫星相对于地垂线的滚动、俯仰姿态测量，为卫星初始入轨时对地球的捕获及稳态运行时卫星的姿态控制提供测量基准。
目前，我国三轴稳定卫星平台上所使用的红外地平仪主要是单圆锥扫描式红外地平仪，利用扫描电机及光学系统，实现对地球和太空的圆锥扫描，获得卫星相对于地球的滚动、俯仰姿态信息，得到广泛的应用。但是这一类型红外地平仪是早期研制的产品，由于当时的技术水平和条件限制，致使光机结构较复杂，选用的元器件数量多且品种陈旧、电路集成度不高，质量和功耗偏大，随着技术水平的发展和电子元器件集成化程度的大大提高，要求对类型红外地平仪作进一步的优化。
本课题从光、机、电几方面出发，从小型化和减少单圆锥扫描式红外地平仪的测量误差角度考虑，提出了小型化的单圆锥扫描式红外地平仪的系统方案。提出采用楔形棱镜透射扫描光学系统，该光学系统结构简单，占用体积较小，能量透过率与双反射镜反射扫描方式相当，能满足红外地平仪的需要。机械扫描系统方面采用了直流无刷电机和光栅编码器的方案，可以消除因扫描速度不稳带来的地平仪姿态测量误差。电子学系统采用了以FPGA芯片为主的信息处理方式，大大简化了电子电路，使电路系统达到了小型化的目的。
经过以上的设计，研制了一台小型化单圆锥扫描红外地平仪的原理样机，经过系统调试，红外地平仪完全能实现既定的功能要求，证明该方案合理可行。通过进一步的测试，表明其电性能指标与传统单圆锥扫描红外地平仪基本一致，但是其体积、重量、功耗都大大减小，为其在工程上的进一步应用打下良好的基础。