用于空间碎片的自适应激光消旋系统技术方案

本专利公开了一种用于空间碎片的自适应激光消旋系统。系统由电动转台和机身主体组成，机身主体内含有图像追踪子系统、追踪分析子系统、测距测速激光发射子系统、回波接收子系统、LID子系统、LID效果监控分析子系统、自适应聚焦子系统及主控制分析器。本专利的有益效果是，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。

Adaptive laser raceming system for space debris

This patent discloses an adaptive laser raceme system for space debris. The system by the electric turntable and body composition, image tracking subsystem, tracking analysis subsystem, laser ranging and velocity measurement subsystem, echo receiving subsystem, LID subsystem, LID monitoring subsystem, adaptive analysis focusing subsystem and main control body body containing analyzer. The beneficial effect of the patent 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系统
本专利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系统与方法，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系统，包括电动转台(36)和机身主体(37)，机身主体(37)内含有图像追踪子系统(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：电动转台(36)可接受主控制分析器(11)的指令带动机身主体(37)作三维任意角度的转动；图像追踪子系统(5)由广角镜头(31)与成像探测器(32)组成；追踪分析子系统(6)由成像控制器(34)与成像分析器(35)组成；成像控制器(34)与成像探测器(32)通过信号线(33)通讯，成像...

【技术特征摘要】
1.一种用于空间碎片的自适应激光消旋系统，包括电动转台(36)和机身主体(37)，机身主体(37)内含有图像追踪子系统(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：电动转台(36)可接受主控制分析器(11)的指令带动机身主体(37)作三维任意角度的转动；图像追踪子系统(5)由广角镜头(31)与成像探测器(32)组成；追踪分析子系统(6)由成像控制器(34)与成像分析器(35)组成；成像控制器(34)与成像探测器(32)通过信号线(33)通讯，成像控制器(34)用以启动与控制成像探测器(32)的成像，并接受其图像数据；成像分析器(35)由高速GPU组成，用以对图像进行高速实时分析；图像追踪子系统(5)采用实时照像的方法对碎片进行追踪，获取成像视场内碎片的分布，并通过成像分析器(35)进行实时分析，找到空间兴趣碎片目标(1)并逼近，对其图像再进行实时分析，得出其几何特征及运动学特性，以供LID子系统(12)高效率消旋；LID子系统(12)由LID激光器(13)、光功率放大器(14)、扩束镜(15)组成；LID效果监控分析子系统(10)由CCD面阵探测器(9)和LID图像分析器(40)组成；LID激光器(13)发出的1064nm波长的纳秒级高重频高能量激光经光功率放大器(14)进行功率放大，然后经扩束镜(15)扩束，再通过卡式望远镜(4)持续击打空间兴趣碎片目标(1)，对其提供恒定阻力及阻力矩，进行降速与消旋；测距测速激光发射子系统(21)由测距测速激光器(22)、波形及相位调制器(23)、测距测速扩束镜(24)组成；回波接收子系统...

【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：新型
国别省市：上海,31