【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光测距，具体是涉及一种分布式空间碎片激光测距系统。
技术介绍
1、地球轨道空间看起来似乎很大，但围绕地球的轨道是有限的自然资源。大量空间碎片填满了这些轨道，将严重威胁着任何经过此区域的航天器。大空间碎片的撞击会使航天器姿态和轨道发生改变，更严重的是会导致航天器破损甚至完全解体；小空间碎片的撞击会使航天器表面性能改变，部分器件损伤或失效，使航天器丧失功能。据统计，由空间环境引起的299起在轨卫星故障事件中，碎片撞击占12％。
2、如何避免空间碎片对在轨航天器和载人航天活动的威胁是至关重要的问题。对空间碎片保持监测，并对其进行编目和碰撞预警是降低空间碎片撞击风险的前提，因此精确而快速地确定空间碎片的位置、速度、轨道以及姿态十分必要。目前空间碎片监测主要手段有望远镜光学观测、雷达探测和激光测距，其中激光测距方式是目前精度最高的空间碎片探测手段，其数据可用于实现空间碎片的高精度定轨、旋转周期和旋转轴指向等姿态确定，而其他手段，例如雷达和被动光学观测，在批量目标的发现和管理上具有优势，但无法满足空间碎片高精度定轨、定姿等运动状态确定的紧迫需求。
3、空间碎片激光测距从卫星激光测距技术发展而来，对于空间碎片激光测距，被测目标表面对入射激光光束反射以漫反射为主，使返回到地面站的激光信号极其微弱，导致测量难度大；另一方面空间碎片非合作的属性在跟瞄、探测、信号提取与处理方面和合作目标都有巨大不同，难度大为提高。此外，目前仅有少数测距台站具备了空间碎片激光测距能力，未能形成空间碎片组网观测的能力，因此高精度测
4、因此，需要提供一种分布式空间碎片激光测距系统，旨在解决上述问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术实施例的目的在于提供一种分布式空间碎片激光测距系统，以解决上述
技术介绍
中的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种分布式空间碎片激光测距系统，包括第一激光测距平台、第二激光测距平台、地靶、数据处理组件和空间碎片跟瞄模块，所述第一激光测距平台包括用于发射激光的第一测距望远镜，所述第二激光测距平台包括用于接收被空间碎片反射回的激光光子的第二测距望远镜，所述数据处理组件用于实时处理获得的时刻数据并显示于计算机屏幕上，所述空间碎片跟瞄模块用于第一激光测距平台和第二激光测距平台对空间碎片的跟踪同步。
4、作为本专利技术进一步的方案，所述数据处理组件包括回波到达时刻测量模块、测距残差值处理及显示模块、系统延迟标校模块。
5、作为本专利技术进一步的方案，所述回波到达时刻测量模块包括时间系统、事件计时器和计算机，所述事件计时器通过usb/pxi接口数据线与计算机相连接。
6、作为本专利技术进一步的方案，所述测距残差值处理及显示模块在获得激光发射时刻和回波到达时刻后，通过与空间碎片的轨道预报数据比较并判断是否测到信号，利用c++语言开发测距控制、测量数据实时处理软件，实时处理数据并显示于计算机屏幕上。
7、作为本专利技术进一步的方案，所述系统延迟标校模块包括发射望远镜系统延迟τa和接收望远镜系统延迟τb，所述发射望远镜系统延迟为事件计时器测得的主波时刻至激光传输至望远镜参考点时刻间的时间间隔，所述接收望远镜系统延迟为回波光子到达望远镜参考点时刻与回波测量时刻间的时间间隔，用于回波时刻修正得到回波光子到达望远镜参考点的时刻。
8、作为本专利技术进一步的方案，所述空间碎片回波信号经过微弱信号处理技术处理，所述微弱信号处理技术包括多次滤波方法、poissoon滤波方法以及新微弱信号识别算法。
9、作为本专利技术进一步的方案，所述空间碎片跟瞄模块包括为发射望远镜以及各接收望远镜建立指向模型，以及为实现空间碎片位置预测的点位预报即时修正方法。
10、作为本专利技术进一步的方案，所述指向模型是在全天区按一定的方位和俯仰间隔跟踪一定数量的恒星，采集望远镜编码器以及ccd相机中的星象数据，计算望远镜指向偏差，采用球谐函数模型、机架模型或物理参数模型来建立。
11、作为本专利技术进一步的方案，所述点位预报即时修正方法中的观测设备一旦搜索到目标，获取到观测数据时，即时修正预报根数沿迹误差。
12、作为本专利技术进一步的方案，所述第一测距望远镜设为53cm的双筒望远镜，所述第二测距望远镜设为1.2m望远镜。
13、综上所述，本专利技术实施例与现有技术相比具有以下有益效果：
14、本专利技术通过空间碎片跟瞄模块，可以促进望远镜跟踪技术的发展，通过对时间同步系统的需求，促进了远距离时间同步技术的发展，通过对1064nm波长激光的单光子探测技术的需求，促进了超导单光子探测技术的发展并扩展了它的应用领域，测得的高精度激光测距数据可服务于空间碎片快速精密定轨及预报，为空间碎片碰撞预警奠定基础。
15、为更清楚地阐述本专利技术的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本专利技术进行详细说明。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种分布式空间碎片激光测距系统，其特征在于，包括第一激光测距平台、第二激光测距平台、地靶、数据处理组件和空间碎片跟瞄模块，所述第一激光测距平台包括用于发射激光的第一测距望远镜，所述第二激光测距平台包括用于接收被空间碎片反射回的激光光子的第二测距望远镜，所述数据处理组件用于实时处理获得的时刻数据并显示于计算机屏幕上，所述空间碎片跟瞄模块用于第一激光测距平台和第二激光测距平台对空间碎片的跟踪同步。
2.根据权利要求1所述的分布式空间碎片激光测距系统，其特征在于，所述数据处理组件包括回波到达时刻测量模块、测距残差值处理及显示模块、系统延迟标校模块。
3.根据权利要求2所述的分布式空间碎片激光测距系统，其特征在于，所述回波到达时刻测量模块包括时间系统、事件计时器和计算机，所述事件计时器通过USB/PXI接口数据线与计算机相连接。
4.根据权利要求2所述的分布式空间碎片激光测距系统，其特征在于，所述测距残差值处理及显示模块在获得激光发射时刻和回波到达时刻后，通过与空间碎片的轨道预报数据比较并判断是否测到信号，利用C++语言开发测距控制、测量数据实时处
5.根据权利要求1所述的分布式空间碎片激光测距系统，其特征在于，所述系统延迟标校模块包括发射望远镜系统延迟τA和接收望远镜系统延迟τB，所述发射望远镜系统延迟为事件计时器测得的主波时刻至激光传输至望远镜参考点时刻间的时间间隔，所述接收望远镜系统延迟为回波光子到达望远镜参考点时刻与回波测量时刻间的时间间隔，用于回波时刻修正得到回波光子到达望远镜参考点的时刻。
6.根据权利要求1所述的分布式空间碎片激光测距系统，其特征在于，所述空间碎片回波信号经过微弱信号处理技术处理，所述微弱信号处理技术包括多次滤波方法、Poissoon滤波方法以及新微弱信号识别算法。
7.根据权利要求1所述的分布式空间碎片激光测距系统，其特征在于，所述空间碎片跟瞄模块包括为发射望远镜以及各接收望远镜建立指向模型，以及为实现空间碎片位置预测的点位预报即时修正方法。
8.根据权利要求7所述的分布式空间碎片激光测距系统，其特征在于，所述指向模型是在全天区按一定的方位和俯仰间隔跟踪一定数量的恒星，采集望远镜编码器以及CCD相机中的星象数据，计算望远镜指向偏差，采用球谐函数模型、机架模型或物理参数模型来建立。
9.根据权利要求7所述的分布式空间碎片激光测距系统，其特征在于，所述点位预报即时修正方法中的观测设备一旦搜索到目标，获取到观测数据时，即时修正预报根数沿迹误差。
10.根据权利要求1所述的分布式空间碎片激光测距系统，其特征在于，所述第一测距望远镜设为53cm的双筒望远镜，所述第二测距望远镜设为1.2m望远镜。
...【技术特征摘要】
1.一种分布式空间碎片激光测距系统，其特征在于，包括第一激光测距平台、第二激光测距平台、地靶、数据处理组件和空间碎片跟瞄模块，所述第一激光测距平台包括用于发射激光的第一测距望远镜，所述第二激光测距平台包括用于接收被空间碎片反射回的激光光子的第二测距望远镜，所述数据处理组件用于实时处理获得的时刻数据并显示于计算机屏幕上，所述空间碎片跟瞄模块用于第一激光测距平台和第二激光测距平台对空间碎片的跟踪同步。
2.根据权利要求1所述的分布式空间碎片激光测距系统，其特征在于，所述数据处理组件包括回波到达时刻测量模块、测距残差值处理及显示模块、系统延迟标校模块。
3.根据权利要求2所述的分布式空间碎片激光测距系统，其特征在于，所述回波到达时刻测量模块包括时间系统、事件计时器和计算机，所述事件计时器通过usb/pxi接口数据线与计算机相连接。
4.根据权利要求2所述的分布式空间碎片激光测距系统，其特征在于，所述测距残差值处理及显示模块在获得激光发射时刻和回波到达时刻后，通过与空间碎片的轨道预报数据比较并判断是否测到信号，利用c++语言开发测距控制、测量数据实时处理软件，实时处理数据并显示于计算机屏幕上。
5.根据权利要求1所述的分布式空间碎片激光测距系统，其特征在于，所述系统延迟标校模块包括发射望远镜系统延迟τa和接收望远镜系统延迟τb，所述发射望远镜系...
【专利技术属性】
技术研发人员：李语强，翟东升，李祝莲，伏红林，李荣旺，汤儒峰，张海涛，皮晓宇，周钰，苏晓莉，和丽娟，
申请(专利权)人：中国科学院云南天文台，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。