星敏感器是一种高精度的姿态敏感器,广泛应用于卫星、远程弹道导弹、深空探测的姿态测量中。目前星敏感器应用的标准图像传感器是CCD,然而传统的CCD星敏感器集成度低、外围支持电路复杂、多电压供电、成本高等缺点已越来越难以满足航天器发展的需求。随着CMOS有源图像传感器的工艺进步,将体积小、功耗低、抗干扰能力强的CMOS图像传感器替代CCD应用于星敏感器的图像采集系统成为下一代星敏感器发展的目标。论文以开发CMOS星敏感器原理样机为目的,研究了CMOS星敏感器的图像采集系统。为了降低图像采集系统的功耗、体积和提高数据更新率,设计了一种以SDRAM为缓存的图像采集系统。该系统采用CPLD将CMOS图像传感器输出的数字图像数据进行调制后直接缓存到SDRAM中,图像缓存过程由DSP启动,SDRAM的写操作首先被图像传感器的像素输出时钟触发,然后由SDRAM的主时钟进行同步,在一帧图像采集完成后CPLD通知DSP图像采集结束。DSP在整个过程中负责初始化CMOS图像传感器和SDRAM存储器,在系统正常工作时通过与CPLD的握手信号控制整个工作流程。本文设计了CMOS星敏感器的图像采集系统的软硬件部分,并在PC机上实现了彩色图像的合成和显示等功能。图像采集系统具有体积小、质量轻、功耗低的优点,实验结果表明,它能够完成图像数据的采集。