星载计算机和星敏感器都是微小卫星平台的重要组成部分,为了提高卫星电子平台的集成度、可靠性和资源利用率,同时减小平台的重量、体积和功耗,本文对星载计算机和星敏感器电子系统进行一体化设计。本文首先对微小卫星的星载计算机、微型星敏感器的电子系统和微小卫星综合电子系统的国内外研究现状进行了调研分析。在此基础上,结合一体化平台的功能需求与技术指标,给出了一体化平台总体设计方案。此方案由硬件层、固件层和软件层三层组成,其中硬件层包含处理单元、通信单元、采集单元、指令单元和供电单元;固件层包含一体化管理模块、时间管理模块和星图预处理模块等;软件层由各个功能模块的驱动程序组成。其次,本文基于总体设计方案,完成了星载计算机和星敏电子系统一体化平台硬件系统的设计实现。该系统架构主要由ARM、FPGA、DSP和ZYNQ构成,其中ARM主要完成星务管理功能,DSP主要完成星图处理功能,高可靠FPGA主要完成平台资源的一体化管理,ZYNQ是一个协处理器,协同完成星务管理和星图处理任务需求。为了提高系统的可靠性,本系统分别从器件级、电路级和系统级进行了可靠性设计,同时使系统可以支持正常工作模式、备份工作模式和应急工作模式三种模式,进一步提高了系统的可靠性。再次,本文在硬件系统架构的基础上,完成了固件层各功能模块的设计开发,包括一体化管理模块、时间管理模块和星图预处理模块等。其中一体化管理模块用于平台内各处理器运行状态的监测与平台工作模式的配置;时间管理模块可实现自守时、指令均匀校时、自主校时、地面授时和集中校时等,可为平台提供时间生成、维护和分发等功能;星图预处理模块用于星图的预处理,包括星图滤波、背景分割和星点提取,该模块采用了流水线技术。最后,本文进行了板级测试,验证了各硬件模块供电、处理、通信、指令和采集等功能;进行了固件仿真,验证了各固件模块一体化管理、时间管理、HDLC通信和星图预处理等功能;并在上述两项测试的基础上,测试验证了一体化管理、时间管理等系统级功能。测试结果表明,一体化平台各项功能正常,重量、功耗等设计指标均满足设计要求。