新一代亚微米级光学测量系统近日完成在轨验证，将航天器姿态确定误差由0.03°压缩至0.003°，标志着我国航天器姿态控制进入“毫角秒”时代。该系统通过多目视觉与激光干涉融合，实现整星结构微米级形变实时感知，为后续高分辨率对地观测、深空探测及在轨服务奠定精度基础。
系统核心在于“动态双尺度”测量架构：大视场视觉传感器先捕获整星轮廓，锁定关键基准点；随后激光干涉微探头对基准点进行纳米级位移追踪，采样频率达10 kHz，可分辨0.1 μm的桁架伸缩。配合自适应温度补偿算法，在-120 ℃至+120 ℃的轨道交变环境中，测量漂移＜0.05 μm/24 h，较传统方案提升一个数量级。
在姿控闭环中，测量数据以1 ms延迟接入星载计算机，与陀螺、星敏信息融合后，通过改进型卡尔曼滤波器将姿态估计误差实时反馈给反作用飞轮。地面试验表明，当卫星进行0.5 °/s快速机动时，系统仍能把姿态稳定度控制在0.0005 °/s以内，满足未来0.1 m分辨率光学载荷的指向需求。
项目团队透露，该光学测量模块采用全碳化硅光机结构，抗辐射总剂量达100 krad(Si)，重量仅1.8 kg，功耗＜8 W，可直接嵌入太阳翼展开臂或推力器支架，无需额外热控资源。下一步，系统将在小行星探测任务中验证百万公里级测距精度，为航天器自主着陆与样本返回提供毫米级导航基准。
