用于空间碎片的自适应激光消旋方法技术

本发明专利技术公开了一种用于空间碎片的自适应激光消旋方法。该方法是在自适应激光消旋系统上实现的。该方法包括碎片追踪、实时对焦、碎片降速和消旋、平动降速实时评估、自适应平动降速、消旋实时评估、自适应消旋七个步骤。碎片追踪实现碎片分布分析且确定兴趣碎片目标；在自动对焦的基础上进行碎片降速和消旋；基于平动降速实时评估进行自适应平动降速；基于消旋实时评估的基础上进行自适应消旋。本发明专利技术的有益效果是，采用图像追踪子系统进行空间碎片分布实时分析，并挑选兴趣碎片目标；采用可变功率重频脉冲LID激光器与激光测距测速子系统、LID效果监测子系统，实现自适应碎片降速与消旋，以达到快速碎片消旋，提高碎片捕捉能力。

For adaptive laser despinning method of space debris

The present invention discloses an adaptive laser racemization method for space debris. The method is implemented on an adaptive laser racemization system. The method includes seven steps: debris tracking, real time focusing, debris velocity reduction and racemization, translational speed drop real-time evaluation, adaptive translational deceleration, real-time evaluation of racemization, and adaptive racemization. The debris distribution analysis and determine the target tracking of interest debris debris; debris falling rate based on automatic focusing and racemization; translational deceleration deceleration real-time assessment based on real-time evaluation based adaptive translation; on adaptive based on DL dl. The beneficial effect of the invention is the image tracking subsystem of space debris distribution real-time analysis, and chooses the target fragments with variable interest; power frequency pulsed LID laser and laser ranging measurement subsystem, LID monitoring subsystem, realizes speed reduction and adaptive to achieve rapid racemization of debris, debris racemization, improve debris capture capability.

【技术实现步骤摘要】
用于空间碎片的自适应激光消旋方法
本专利技术涉及一种激光消旋系统与方法,尤其涉及一种采用复合激光及成像手段的目标消旋方法，适用于低地球轨道碎片的消旋，属于光电

技术介绍
在地球轨道上由失效物体组成的集合称为空间碎片(Spacedebris)，也称轨道碎片、太空垃圾或空间废物。在低地球轨道(LowEarthorbit,简称LEO)中存在1500个大型碎片(每个质量均大于100千克)，其总质量占整个低轨碎片的质量总和1900砘的98％。每次卫星发射、空间探测及载人航天均可能产留下空间碎片。任何具有一定尺寸的两个空间物体如发生碰撞都将产生新的碎片。尤其当大的碰撞(例如一空间站与某一失效卫星)发生时，其产生的大量碎片将可能导致LEO无法继续使用。空间碎片产生的轨道扰动会改变轨道平面的方面，使得碰撞可能从任意方向上发生。碎片常导致高速碰撞，其速度可达每秒数公里。且在空间摄动力作用下，失去控制的低轨碎片大多处于高速旋转状态，旋转轴存在长期章动。这就导致碎片目标的相对测量、逼近与抓捕面临极大挑战。因此，针对碎片目标施加作用，将其旋转角速度减小一个数量级以上，即实现大幅度消旋是实施碎片接近本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于空间碎片的自适应激光消旋方法，该方法是在一种用于空间碎片的自适应激光消旋系统上实现的，所述的消旋系统包括图像追踪子系统(5)、追踪分析子系统(6)、测距测速激光发射子系统(21)、回波接收子系统(7)、LID子系统(12)、LID效果监控分析子系统(10)、自适应聚焦子系统(29)及主控制分析器(11)，其特征在于自适应激光消旋方法包括以下步骤：1)碎片追踪主控制分析器发出指令启动成像分析器，成像分析器通过成像控制器启动成像探测器，成像探测器获取广角镜头视场范围内的空间碎片分布图像，并将其通过成像控制器送至成像分析器进行高速实时分析；成像分析器从图像中分离出空间兴趣碎片目标，实时计算其...

【技术特征摘要】
1.一种用于空间碎片的自适应激光消旋方法，该方法是在一种用于空间碎片的自适应激光消旋系统上实现的，所述的消旋系统包括图像追踪子系统(5)、追踪分析子系统(6)、测距测速激光发射子系统(21)、回波接收子系统(7)、LID子系统(12)、LID效果监控分析子系统(10)、自适应聚焦子系统(29)及主控制分析器(11)，其特征在于自适应激光消旋方法包括以下步骤：1)碎片追踪主控制分析器发出指令启动成像分析器，成像分析器通过成像控制器启动成像探测器，成像探测器获取广角镜头视场范围内的空间碎片分布图像，并将其通过成像控制器送至成像分析器进行高速实时分析；成像分析器从图像中分离出空间兴趣碎片目标，实时计算其中心离主光轴的角度偏差，并将该角度偏差值传送到主控制分析器；主控制分析器接收到该角度偏差值后，发出控制指令给电动转台，电动转台带动机身主体转至主光轴与空间兴趣碎片目标中心相交；2)实时对焦主控制分析器给次镜控制器发送控制指令带动次镜不断沿主光轴平移，此时，空间兴趣碎片目标可见光辐射沿主光轴依次通过主镜、次镜反射，穿过中心孔，经多色镜反射，再经分光片反射后，转至效果监测光轴，被CCD面阵探测器接收，形成空间兴趣碎片目标可见光图像；主控制分析器启动LID图像分析器实时分析该图像，计算图像的高频信息，直至高频分量最大，此时为对焦状态，主控制分析器给次镜控制器发送指令，停止次镜的移动；3)碎片降速和消旋主控制分析器发出指令启动LID激光器，按默认的脉冲能量和重频发出脉冲激光，经光功率放大器进行功率放大，然后经扩束镜扩束，沿主光轴方向依次穿过双色镜、多色镜、中心孔后，经次镜反射、主镜反射后，聚焦至作用点，激光脉冲持续打击提供阻力与阻力矩，起到减速和消旋的作用；4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：万雄，王泓鹏，袁汝俊，张铭，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31