[發明專利]自主衛星軌道碎片避讓系統和方法

有效

• 申請號: 201380028997.5
• 申請日: 2013-07-02
• 公開（公告）號: CN104520914B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 羅伯特·布里斯克曼
• 申請（專利權）人: 羅伯特·布里斯克曼
• 主分類號: G08G5/04
• 分類號: G08G5/04;B64G1/24
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 歸瑩;張穎玲

1.一種能夠自主地避免與軌道碎片碰撞的衛星系統，包括：

軌道碎片追蹤裝置，適用于提供一塊碎片的追蹤數據；

軌道確定處理器，適用于從所述軌道碎片追蹤裝置接收所述追蹤數據并且計算所述碎片的軌道，從而產生碎片軌道元素數據，并從而根據機載傳感器或者機載存儲數據或者根據以上兩者計算所述衛星的軌道元素；

星歷處理器，適用于從所述軌道計算機處理器接收所述碎片軌道元素數據以及衛星軌道元素數據，并且生成碎片星歷數據以用于所述碎片的未來位置和所述衛星的未來位置；

碰撞計算器，適用于從所述星歷處理器接收未來碎片星歷數據和未來衛星星歷數據；所述碰撞計算器適用于將所述未來衛星星歷數據和所述未來碎片星歷數據進行對比，并且提供輸出結論，所述輸出結論示出了在未來某個時間所述碎片與所述衛星之間是否會發生碰撞；

避讓軌道處理器，適用于接收很可能發生碰撞的輸出結論并且計算避讓軌道；以及

數個處理器，以生成實現避讓軌道的推進器命令且執行所述命令。

2.根據權利要求1所述的衛星系統，其中，所述軌道追蹤裝置從包括雷達、激光雷達、微波雷達以及光學或微波識別的群組中選擇；并且所述衛星系統進一步包括避讓命令處理器，所述避讓命令處理器從所述避讓軌道處理器接收用于避讓軌道的數據，計算對于所述衛星的推進器點火所需的命令，并且使得這些命令得到執行，其中所述軌道追蹤裝置適用于提供所述衛星附近的球狀體的完全覆蓋以確定距離所述衛星的碎片角度、速度和距離。

3.根據權利要求2所述的衛星系統，其中，第一軌道追蹤裝置被提供用于對相對于所述衛星具有高速范圍的碎片進行追蹤，并且第二追蹤裝置被提供用于對具有低速范圍的碎片進行追蹤。

4.根據權利要求2所述的衛星系統，其中，第一追蹤裝置被提供用于對具有大尺寸范圍的碎片進行追蹤，并且第二追蹤裝置被提供用于對具有小尺寸范圍的碎片進行追蹤。

5.根據權利要求1所述的衛星系統，其中，所述星歷處理器適用于從所述軌道確定處理器接收部分所述碎片軌道元素并且從機載傳感器或存儲的機載數據中接收部分所述衛星軌道元素數據，并且其中，所述星歷處理器適用于從一個或更多地面站接收部分所述碎片軌道元素數據并且從一個或更多地面站接收部分所述衛星軌道元素數據。

6.根據權利要求1所述的衛星系統，其中，所述碰撞計算器在與與所述塊碎片相關聯的所述軌道、尺寸和/或速度數據相關聯的測量的不確定的基礎上確定對于每塊塊碎片的碰撞可能性。

7.根據權利要求1所述的衛星系統，其中，所述碰撞計算器進一步提供輸出結論，所述輸出結論示出了在某個將來時間一塊碎片與所述衛星在經歷軌道改變避讓操縱之后的可能的未來位置之間是否發生碰撞。

8.根據權利要求1所述的衛星系統，其中，所述碰撞計算器保持用于所述衛星的軌道操縱避讓選擇矩陣，其中，每個矩陣元素包括碎片碰撞風險評估和針對每個操縱選擇所需的機載燃料量以及所述衛星在每個可能的避讓操縱之后的運營性能。

9.根據權利要求1所述的衛星系統，其中，所述碰撞計算器適用于確定與軌道碎片的碰撞的可能性是否低于預定閾值，并且提供包括忽略結論在內的至少一個結論。

10.根據權利要求1所述的衛星系統，其中，所述衛星避讓軌道處理器進一步適用于，根據完全取決于每個軌道操縱選擇的一個或更多衛星運營性能參數，從矩陣中選擇軌道操縱選擇的解決方案集。

11.根據權利要求1所述的衛星系統，其中，所述衛星避讓軌道處理器進一步適用于，根據完成新軌道避讓解決方案所需的最小燃料的計算，從矩陣中選擇軌道操縱選擇的解決方案集。

12.根據權利要求1所述的衛星系統，其中，所述系統包括用于執行與一個或更多塊碎片相關聯的計算的碎片追蹤停歇時間，并且根據碎片的位置和速度將計算按照優先級排序。

13.根據權利要求9所述的衛星系統，其中，從包括所述軌道碎片追蹤裝置、軌道確定處理器、碰撞計算器和動作處理器的群組中選擇的衛星系統適用于，根據所述忽略結論對與忽略物體相關聯的全部或者部分數據進行忽略。