一种太阳同步轨道观测平台对GEO空间碎片的立体感知方法技术

本发明专利技术公开了一种太阳同步轨道观测平台对GEO空间碎片的立体感知方法，包括：在晨昏太阳同步轨道中相同高度区间内，不同数量的观测平台均匀分布，观测平台上的星敏感器光轴指向一致，由星敏感器光轴指向构建以能够覆盖到GEO带边界为半径，以GEO带90

【技术实现步骤摘要】
一种太阳同步轨道观测平台对GEO空间碎片的立体感知方法


[0001]本专利技术属于空间态势感知
，涉及一种太阳同步轨道观测平台对GEO空间碎片的立体感知方法。

技术介绍

[0002]地球同步轨道(Geosynchronous Orbit,GEO)空间碎片，简称GEO空间碎片，本身并不发光，空间碎片的亮度主要依靠对太阳光的反射，从而能够被观测平台的星敏感器捕获，如图1所示。但由于空间碎片与观测平台在空间中的高速相对位置关系变化，使得空间碎片的光线入射角与出射角也呈现动态变化，星敏感器与航天器本体固连不能随动跟踪引起观测效能低，使得观测平台星敏感器的探测能力有限，无法实现对暗弱空间碎片的成像，也无法实现有强太阳光干扰情况下的成像，即无法实现对空间碎片的全时、多角度观测。需要对观测位置作一定设计。
[0003]据忧思科学家联盟统计，截至2019年6月20日，我国现役LEO航天器179个，其中太阳同步轨道航天器132个，占比达到了74.3％。大量的太阳同步轨道航天器为基于星敏感器的空间碎片泛在感知构想的实现提供了可能。由于太阳同步轨道具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳同步轨道观测平台对GEO空间碎片的立体感知方法，其中，太阳同步轨道包括晨昏太阳同步轨道和非晨昏太阳同步轨道；其特征在于，该方法包括：步骤一、在晨昏太阳同步轨道中相同高度区间内，不同数量的观测平台均匀分布，观测平台上的星敏感器光轴指向一致，由星敏感器光轴指向构建以能够覆盖到GEO带边界为半径，以GEO带90
°‑
i赤纬上任意点为圆心的扫描圆，不同数量的观测平台的扫描圆轨迹叠加，实现对GEO空间碎片的立体感知基础覆盖；其中，i为观测平台所在晨昏太阳同步轨道的轨道倾角；步骤二、非晨昏太阳同步轨道高度区间内的观测平台采用交叉观测模式，使位于非晨昏太阳同步轨道西侧轨道上的观测平台上的星敏感器光轴指向扫描圆的东侧边界处，位于非晨昏太阳同步轨道东侧轨道上的观测平台上的星敏感器光轴指向扫描圆的西侧边界处；使得非晨昏太阳同步轨道星敏感器视场与步骤一中晨昏太阳同步轨道星敏感器视场在扫描圆边界处相交的弧段内，对所述GEO空间碎片的立体感知基础覆盖进行补充，确保一天内对GEO空间碎片的立体感知全覆盖。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中，相邻星敏感器所在的观测平台的距离差小于等于距离阈值。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中，晨昏太阳同步轨道在300km～2000km高度区间内；轨道倾角i的变化范围在96.67
°
～104.89
°
之间；GEO带，为以地球中心为球心，轨道高度36000km，赤纬由
‑
15
°
到+15
°
所涵盖的球面环状切面；GEO带扫描圆圆心赤纬的值在
‑
14.89
°
～
‑
6.67
°
之间。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中，观测平台上的星敏感器光轴指向包括仰角和方位角；在观测平台轨道坐标系O
s
X
o
Y
o
Z
o
中，星敏感器的光轴L
obs
与观测平台轨道坐标系Z
o
O
s
Y
o
平面的夹角为方位角A
z
，在观测平台轨道坐标系Z
o
O
s
Y
o
平面的投影与Y
o
轴负方向的夹角为仰角E
l
，靠近Z
o
轴正向为负，反之为正；最佳所述仰角为星敏感器对GEO带的全覆盖时长最短的临界值的仰角；最佳所述方位角为星敏感器对GEO带的全覆盖时长最短的临界值的方位角。5.如权利要求1
‑
4之一所述的方法，其特征在于，所述步骤一中，星敏感器光轴指向中的仰角E
l
和方位角A
z
均不为0
°
时，由仰角E
l
和方位角A
z
计算的扫描圆的半径R
s
为：其中，为星敏感器光轴指向中的仰角E
l
和方位角A
z
均不为0
°
时，由仰角E
l
和方位角A
z
计算的扫描圆的半径；表示GEO带上E2点到D2点的距离；其中，D2为天球坐标系中X轴与天赤道的交点，E2为星敏感器光轴在XO
E
Y平面上的投影与天赤道的交点；O
E
为地球质心；R
s1
为星敏感器光轴指向中的方位角A
z
＝0
°
时，由仰角E
l
计算的扫描圆的半径；α
s
为观测平台轨道长半轴；α
t
为GEO带长半轴。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯飞，薛莉，汉京滨，徐灿，宝竞宇，汪夏，梁志勇，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三九二一部队，
类型：发明
国别省市：