CN105091846A - 无线自供电数字太阳敏感器 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种无线自供电数字太阳敏感器，包括：电源模块、微机电系统MEMS光线引入器、互补金属氧化物半导体CMOS图像探测器和电子学系统，其中，电源模块用于为无线自供数字太阳敏感器供电，MEMS光线引入器包括至少一组非对称小孔图案,CMOS图像探测器位于MEMS光线引入器的下方，用于探测MEMS光线引入器引入的光线,并输出探测器敏感单元的行列光强信息，电子学系统用于管理电源模块提供的能量，并根据行列光强信息计算两轴太阳角,及将两轴太阳角输出给上位机。本发明的太阳敏感器小型化和自主模块化程度高，使用灵活和方便，能够无线通信，并能自行供电，且能够提高两轴太阳角的测量计算精度。

Description

无线自供电数字太阳敏感器

技术领域

本发明涉及航天技术领域，特别涉及一种无线自供电数字太阳敏感器。

背景技术

太阳敏感器是一种光学姿态敏感器，以太阳作为观测对象，且与卫星平台存在连接，能够根据太阳的入射光线测量太阳的矢量位置，并通过对太阳矢量位置的测量，太阳敏感器可以提供两轴太阳角的信息，从而可以确定预设卫星在本体坐标系中的方位，即卫星的姿态。

近年来，卫星逐渐向小型化、微型化发展，这对太阳敏感器提出了更高的要求，需要太阳能敏感器体积小、质量轻和功耗低。

相关技术中，采用模拟式太阳敏感器，虽然其功耗低，易于实现系统自供电性能，但由于模拟式感光器件的限制，其精度低、易受干扰。相较于模拟式感光器件的太阳敏感器，基于CCD(Charge-coupledDevice，电耦合元件)/CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)器件的数字式太阳敏感器通过计算成像表面太阳光斑的质心位置变化，实现太阳入射角的计算，虽然其测量精度更高和可靠性更好，能准确得到卫星的姿态，但其在体积、质量和功耗上无法完全实现系统的自主性和小型化。造成数字太阳敏感器功耗高、体积大的主要原因是数字式图像探测器的功耗高，而且需要配置外围功能电路以实现图像探测器的控制和数据输出，这也进一步增大了系统功耗和体积，增加了数字太阳敏感器小型化和自供电实现的难度。而如果单纯采用低分辨率的图像探测器来减少系统功耗，则会大大降低数字太阳敏感器的测量精度。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本发明需要提供一种无线自供电数字太阳敏感器，其小型化和自主模块化程度高，使用灵活和方便，能够无线通信，并能自行供电，且能够提高两轴太阳角的测量计算精度。

根据本发明的一个实施例，提出了一种无线自供电数字太阳敏感器，包括：电源模块，用于为所述无线自供数字太阳敏感器供电；MEMS光线引入器，所述MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统)光线引入器包括至少一组非对称小孔图案,所述至少一组非对称小孔图案在水平和竖直方向上的间距相等，等于预设特征距离；CMOS图像探测器，所述CMOS图像探测器位于所述MEMS光线引入器的下方，用于对所述MEMS光线引入器引入的光线进行探测,并输出探测器敏感单元的行列光强信息，其中，所述行列光强信息为光斑数据；电子学系统,用于对所述电源模块提供的能量进行管理，并根据所述行列光强信息计算两轴太阳角,以及将所述两轴太阳角输出给上位机。

根据本发明的一个实施例，所述电源模块包括太阳能电池，所述太阳能电池是并联设置的两个GaAs太阳能电池片。

根据本发明的一个实施例，所述的无线自供电数字太阳敏感器，还包括：机械壳体，其中，所述MEMS光线引入器、CMOS图像探测器和电子学系统设置在所述机械壳体内，所述机械壳体包括壳体、光线引入器压板和底盖。

根据本发明的一个实施例，所述非对称小孔图案为多组，且每一组所述非对称小孔图案均为方形，所述任意一组所述非对称小孔图案按照对角线方向排列，且在水平和竖直方向上的间距等于所述预设特征距离，每对所述非对称小孔图案的预设特征距离互不相同，且间隔预设安全距离。

根据本发明的一个实施例，所述行列光强信息为256个行方向数据和256个列方向数据，以便所述电子学系统推出图像探测器上成像光斑的质心坐标。

根据本发明的一个实施例，所述电子学系统包括：能量管理模块,用于对所述电源模块提供的能量进行管理；数据处理模块，用于根据所述行列光强信息计算两轴太阳角；无线通讯模块，用于将所述两轴太阳角以无线的方式传输给上位机。

根据本发明的一个实施例，所述数据处理模块通过如下公式计算所述两轴太阳角，所述公式为：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\α}=\arctan \left(\frac{\underset{i=1}{\overset{2}{\Σ}}(x_i-{\stackrel{\‾}{x}}_i)}{2h}\right)\\ \mathrm{\β}=\arctan \left(\frac{\underset{i=1}{\overset{2}{\Σ}}(y_i-{\stackrel{\‾}{y}}_i)}{2h}\right)\end{array}\right.,$

其中，h为所述CMOS图像探测器所在平面xoy与所述MEMS光线引入器所在平面XOY的距离，(x_i,y_i)为入射光线在所述CMOS图像探测器上成像点在xoy平面上的坐标，为光线垂直于所述XOY平面入射时在xoy平面获得的成像点的坐标，α为所述入射光线在XOZ平面投影分量与OZ轴的夹角，β为所述入射光线在YOZ平面投影分量与OZ轴的夹角，其中，所述OZ轴垂直于所述平面xoy和XOY。

根据本发明的一个实施例，所述能量管理模块通过直流电压变换电路为所述无线自供电数字太阳敏感器提供稳定电压。

根据本发明的一个实施例，所述数据处理模块用于：根据光斑的预设特征距离和预设安全距离划分多对所述小孔图案；根据同一组内小孔图案的预设特征距离，判断小孔光斑所对应的特定组别；根据得到的各组小孔光斑的完整位置信息与所述两轴太阳角计算公式计算太阳角。

本发明实施例的一种无线自供电数字太阳敏感器，由电子学系统中的能量管理模块管理电源模块提供的能量，通过CMOS图像探测器探测MEMS光线引入器引入的光线，输出探测器敏感单元的行列光强信息，由电子学系统中的数据处理模块根据行列光强信息计算两轴太阳角,最后由电子学系统中的无线通讯模块将两轴太阳角输出给上位机。本发明实施例的太阳敏感器小型化和自主模块化程度高，使用灵活和方便，能够实现无线通信，并能自行供电，且能够提高两轴太阳角的测量计算精度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的无线自供电数字太阳敏感器的结构框图；

图2为根据本发明一个实施例的MEMS光线引入器上小孔图案几何关系示意图；

图3为根据本发明一个实施例的MEMS光线引入器上的小孔图案分布图；

图4为根据本发明一个实施例的机械壳体的结构框图；

图5为根据本发明一个实施例的CMOS图像探测器行列光强信息输出示意图；

图6为根据本发明一个实施例的电子学系统的结构框图；

图7为根据本发明一个实施例的无线自供电数字太阳敏感器中电子学系统的结构示意图；

图8为根据本发明一个实施例的CMOS图像探测器光斑识别与位置复原示意图；

图9为根据本发明一个实施例的坐标图；

图10为根据本发明一个实施例的无线自供电数字太阳敏感器的工作原理示意图。

具体实施方式

下面参考附图描述根据本发明实施例的一种无线自供电数字太阳敏感器，附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的实施例提出了一种无线自供电数字太阳敏感器。

图1为根据本发明一个实施例的无线自供电数字太阳敏感器的结构框图。

如图1所示，根据本发明实施例的无线自供电数字太阳敏感器，包括：电源模块100、MEMS光线引入器200、CMOS图像探测器300和电子学系统400。其中，电源模块100用于为无线自供数字太阳敏感器供电；MEMS光线引入器200包括至少一组非对称小孔图案,至少一组非对称小孔图案在水平和竖直方向上的间距相等，等于预设特征距离；CMOS图像探测器300位于MEMS光线引入器200的下方，用于对MEMS光线引入器200引入的光线进行探测,并输出探测器敏感单元的行列光强信息，其中，行列光强信息为光斑数据；电子学系统400用于对电源模块提供的能量进行管理，并根据行列光强信息计算两轴太阳角,以及将两轴太阳角输出给上位机。

其中，MEMS光线引入器200上的小孔图案的获得方式是：先在MEMS光线引入器上200的玻璃上镀一层金属铬，然后利用光刻的方法在金属铬上形成所需的小孔图案。

可以理解，上位机是可以直接发出控制指令的计算机，用于远程接收数字太阳敏感器传输的数据，以便进行后续的分析处理，如确定太空中卫星姿态。

在本发明的实施例中，电源模块100包括太阳能电池，太阳能电池是并联设置的两个GaAs太阳能电池片。其中，两个GaAs太阳能电池片的面积合计1000mm²，可以在整个工作范围内为数字太阳敏感器系统供电，而且其光谱响应性和空间太阳光谱匹配能力好，在250℃的条件下仍可以正常工作，耐温性好。

在本发明的实施例中，MEMS光线引入器200上的非对称小孔图案为多组，且每一组非对称小孔图案均为方形(图2)，任意一组非对称小孔图案按照对角线方向排列，且在水平和竖直方向上的间距等于预设特征距离，每对非对称小孔图案的预设特征距离互不相同，且间隔预设安全距离。

具体地，如图2所示，S_x为一组小孔图案中两个方形孔的中心在水平方向上的距离，S_y为一组小孔图案中两个方形孔的中心在竖直方向上的距离，且每组小孔图案中的两个方形孔的中心在水平方向上和竖直方向上的距离相等，等于预设特征距离S_i，即S_x＝S_y＝S_i。其中，S_i表示第i组的小孔图案中的两个方形孔的预设特征距离。各组的预设特征距离不相同，并且不同组的预设特征距离的差值大于等于1个像素大小(7.8μm)，即|S_i+1-S_i|≥7.8μm。

如图2所示，L_x为可以同时在CMOS图像探测器300上成像的相邻两组小孔图案间小孔在水平方向上的最小距离，即水平安全距离；L_y为可以同时在CMOS图像探测器300上成像的相邻两组小孔图案间小孔在竖直方向上的最小距离，即竖直安全距离。且上述安全距离满足式(1)：

$\left\{\begin{array}{c}{L}_x>2S_{\max }\\ L_y>2S_{max}\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中，S_max为所有组小孔图案中的最大预设特征距离。

在本发明的一个实施例中，图3为MEMS光线引入器200上的小孔图案分布图。如图3所示，在MEMS光线引入器200上，共有14个通光孔，分为7组，分别对应编号p₁～p₇，在水平和竖直方向上呈非对称排列。属于同一组图案的两个方形孔在水平和竖直方向的中心距离相等，例如，S₄为编号为p₄的小孔图案中两个方形孔的中心在水平方向上和竖直方向上的距离，为MEMS光线引入器200上所有组小孔图案在水平方向上的最小安全距离，为MEMS光线引入器200上所有组小孔图案在竖直方向上的最小安全距离。

举例说明，如图3所示，MEMS光线引入器200上中心处的小孔图案的预设特征距离可以为156μm，即S₁＝156μm，且其他6组的预设特征距离可以满足S_i+1＝(S_i+7.8)μm。MEMS光线引入器200上的所有组小孔图案在水平方向上的最小安全距离为p₁和p₆(或p₁和p₃)组之间的水平安全距离可以是MEMS光线引入器200上的所有组小孔图案在竖直方向上的最小安全距离为p₁和p₇(或p₁和p₄)组之间的竖直安全距离可以是 $L_{y_{\min }}=686.4\mathrm{\μ}m.$

如图4所示，在本发明的实施例中，无线自供电数字太阳敏感器还包括机械壳体500，其中，MEMS光线引入器200、CMOS图像探测器300和电子学系统400设置在机械壳体500内，机械壳体500包括壳体510、光线引入器压板520和底盖530。

可以理解，机械壳体500的设置能够对本发明实施例的无线自供电数字太阳敏感器的内部结构起到很好的尺寸约束和保护作用。

在本发明的实施例中，由CMOS图像探测器300输出的探测器敏感单元的行列光强信息(即光斑数据)为256个行方向数据和256个列方向数据，以便电子学系统400推出图像探测器上成像光斑的质心坐标。

具体地，如图5所示，CMOS图像探测器300在敏感单元平面上获得了一个成像点光斑，CMOS图像探测器300将X方向(行方向)每一行最亮位置处的像素值作为该行像素在Y方向(列方向)的输出值，将Y方向每一列最亮位置处的像素值作为该列像素在X方向的输出值。

CMOS图像探测器300每一次图像更新输出的数据为256个X方向数据和256个Y方向数据，共计512个数据，远远低于整个敏感单元65536(256×256)个像素的数值。因此，相较于传统图像传感器逐行数据输出，CMOS图像探测器300在输出数据时用时少、耗能低。根据CMOS图像探测器300输出的X方向和Y方向的光强分布(图5所示)，分别计算X和Y方向上光强分布的质心，进而可以反推出CMOS图像探测器300上成像点光斑的质心坐标。

在本发明的实施例中，如图6所示，电子学系统400包括：能量管理模块410、数据处理模块420和无线通讯模块430。其中，能量管理模块410用于对电源模块提供的能量进行管理；数据处理模块420用于根据行列光强信息计算两轴太阳角；无线通讯模块430用于将两轴太阳角以无线的方式传输给上位机。

可以理解，在本发明的一个实施例中，电子学系统400可采用一个集成的nRF单片机以实现对CMOS图像探测器300的SPI(SerialPeripheralInterface，串行外设接口)通信、图像数据采集、数据处理和RF(RadioFrequency，射频)无线通信功能，图7为该电子学系统400的结构示意图。

具体地，在本发明实施例中，能量管理模块410通过直流电压变换电路为无线自供电数字太阳敏感器提供稳定电压。例如，如图7所示，太阳能电池输出的电压为2.6V，供给能量管理模块410，能量管理模块410通过直流电压变换(DC-DC)电路可以输出5V和3.3V稳定电压，以分别满足CMOS图像探测器300和nRF单片机的用电需求。其中，当输出5V稳压时，能量管理模块410能够实现最大功率点跟踪功能。

在本发明实施例中，数据处理模块420首先根据光斑的预设特征距离和预设安全距离划分多对小孔图案；然后，根据同一组内小孔图案的预设特征距离，判断小孔光斑所对应的特定组别；最后，根据得到的各组小孔光斑的完整位置信息与两轴太阳角计算公式计算太阳角。

具体地，如图8所示，数据处理模块420获取CMOS图像探测器300行列方向输出的各256个像素灰度值，行(或列)输出灰度值图像的尖峰个数表示在CMOS图像探测器300表面成像光斑的个数，图8所示的图像灰度值输出数据表明成像面表存在三个光斑；根据相邻光斑的间距并对照预设安全距离区分组与组小孔图案的，相距较远的光斑属于不同组小孔图案，两个相距较近的光斑属于同一组小孔图案；提取同组两个方形孔光斑的质心坐标(如(x₁,y₁)和(x₂,y₂))，计算其水平和竖直间距，即图8中的S_x和S_y，进而得到预设特征距离S_i；通过比较七组的预设特征距离，判断所探测到的两个成像点光斑所属小组(即对应于编号为p_i的小组)；根据MEMS光线引入器200上的小孔图案设计，当太阳光线垂直于MEMS光线引入器200入射时，在CMOS图像探测器300所在平面获得的光斑质心坐标为和最后，通过如下公式(2)计算两轴太阳角：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\α}=\arctan \left(\frac{\underset{i=1}{\overset{2}{\Σ}}(x_i-{\stackrel{\‾}{x}}_i)}{2h}\right)\\ \mathrm{\β}=\arctan \left(\frac{\underset{i=1}{\overset{2}{\Σ}}(y_i-{\stackrel{\‾}{y}}_i)}{2h}\right)\end{array}\right.---\left(2\right)$

其中，如图9所示，h为CMOS图像探测器所在平面xoy与MEMS光线引入器所在平面XOY的距离，(x_i,y_i)为入射光线在CMOS图像探测器上成像点在xoy平面上的坐标，为光线垂直于XOY平面入射时在xoy平面获得的成像点的坐标，α为入射光线在XOZ平面投影分量与OZ轴的夹角，β为入射光线在YOZ平面投影分量与OZ轴的夹角，其中，OZ轴垂直于平面xoy和XOY。

无线通讯模块430可以通过图8所示nRF单片机的无线通讯端口实现数字太阳敏感器和上位机的无线通讯，进而实现指令接收和太阳角测量信息的发送功能。

为了方便本发明实施例的无线自供电数字太阳敏感器的工作原理，可以通过图10进行说明。如图10所示，太阳有两方面的作用：一方面可以通过太阳能电池将太阳能转化为电能，存储在太阳能电池，即电池模块100中，电池模块100给电子学系统400供电，并通过能量管理模块410对电池模块100的供电能量进行管理；另一方面可以作用于太阳敏感器的光学单元，通过MEMS光线引入器200得到相应小孔图案。进而使CMOS图像探测器300动作，以生成行列光强信息，即光斑数据，并输出至电子学系统400，由其中的数据处理模块420对该光斑数据进行分析计算，得到两轴太阳角，并通过无线通讯模块430与上位机(图中未示出)通讯，将计算得到的两轴太阳角信息传输至上位机。

在本发明的一个具体实施例中，通过将无线自供电数字太阳敏感器安装在高精度三轴转台上，利用太阳模拟器提供入射光线，转动转台可以模拟不同角度(可以是0～90°的任意角度)光线的入射情况，根据无线自供电数字太阳敏感器的输出值与太阳入射光线的真实值比较，无线自供电数字太阳敏感器对两轴太阳角的测量精度可以达到0.07°，同时可以实现在100°圆锥视场内无盲区测量。

本发明实施例的一种无线自供电数字太阳敏感器，由电子学系统中的能量管理模块管理电源模块提供的能量，通过CMOS图像探测器探测MEMS光线引入器引入的光线，输出探测器敏感单元的行列光强信息，由电子学系统中的数据处理模块根据行列光强信息计算两轴太阳角,最后由电子学系统中的无线通讯模块将两轴太阳角输出给上位机。本发明实施例的太阳敏感器小型化和自主模块化程度高，使用灵活和方便，能够实现无线通信，并能自行供电，且能够提高两轴太阳角的测量计算精度。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (9)

1.一种无线自供电数字太阳敏感器，其特征在于，包括：

电源模块，用于为所述无线自供电数字太阳敏感器供电；

MEMS光线引入器，所述MEMS光线引入器包括至少一组非对称小孔图案,所述至少一组非对称小孔图案在水平和竖直方向上的间距相等，等于预设特征距离；

CMOS图像探测器，所述CMOS图像探测器位于所述MEMS光线引入器的下方，用于对所述MEMS光线引入器引入的光线进行探测,并输出探测器敏感单元的行列光强信息，其中，所述行列光强信息为光斑数据；

电子学系统,用于对所述电源模块提供的能量进行管理，并根据所述行列光强信息计算两轴太阳角,以及将所述两轴太阳角输出给上位机。

2.如权利要求1所述的无线自供电数字太阳敏感器实现方法，其特征在于，所述电源模块包括太阳能电池，所述太阳能电池是并联设置的两个砷化镓GaAs太阳能电池片。

3.如权利要求1所述的无线自供电数字太阳敏感器，其特征在于，还包括：机械壳体，其中，所述MEMS光线引入器、CMOS图像探测器和电子学系统设置在所述机械壳体内，所述机械壳体包括壳体、光线引入器压板和底盖。

4.如权利要求1所述的无线自供电数字太阳敏感器，其特征在于，所述非对称小孔图案为多组，且每一组所述非对称小孔图案均为方形，所述任意一组所述非对称小孔图案按照对角线方向排列，且在水平和竖直方向上的间距等于所述预设特征距离，每对所述非对称小孔图案的预设特征距离互不相同，且间隔预设安全距离。

5.如权利要求1所述的无线自供电数字太阳敏感器，其特征在于，所述行列光强信息为256个行方向数据和256个列方向数据，以便所述电子学系统推出图像探测器上成像光斑的质心坐标。

6.如权利要求1所述的无线自供电数字太阳敏感器，其特征在于，所述电子学系统包括：

能量管理模块,用于对所述电源模块提供的能量进行管理；

数据处理模块，用于根据所述行列光强信息计算两轴太阳角；

无线通讯模块，用于将所述两轴太阳角以无线的方式传输给上位机。

7.如权利要求6所述的无线自供电数字太阳敏感器，其特征在于，所述数据处理模块通过如下公式计算所述两轴太阳角，所述公式为：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\α}=\arctan \left(\frac{\underset{i=1}{\overset{2}{\Σ}}(x_i-{\stackrel{\‾}{x}}_i)}{2h}\right)\\ \mathrm{\β}=\arctan \left(\frac{\underset{i=1}{\overset{2}{\Σ}}(y_i-{\stackrel{\‾}{y}}_i)}{2h}\right)\end{array}\right.,$

其中，h为所述CMOS图像探测器所在平面xoy与所述MEMS光线引入器所在平面XOY的距离，(x_i,y_i)为入射光线在所述CMOS图像探测器上成像点在xoy平面上的坐标，为光线垂直于所述XOY平面入射时在xoy平面获得的成像点的坐标，α为所述入射光线在XOZ平面投影分量与OZ轴的夹角，β为所述入射光线在YOZ平面投影分量与OZ轴的夹角，其中，所述OZ轴垂直于所述平面xoy和XOY。

8.如权利要求6所述的无线自供电数字太阳敏感器，其特征在于，所述能量管理模块通过直流电压变换电路为所述无线自供电数字太阳敏感器提供稳定电压。

9.如权利要求7所述的无线自供电数字太阳敏感器，其特征在于，所述数据处理模块用于：

根据光斑的预设特征距离和预设安全距离划分多对所述小孔图案；

根据同一组内小孔图案的预设特征距离，判断小孔光斑所对应的特定组别；

根据得到的各组小孔光斑的完整位置信息与所述两轴太阳角计算公式计算太阳角。