[發明專利]一種光電望遠鏡拼接視場觀測空間碎片的性能仿真方法

有效

• 申請號: 202010002790.2
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111177935B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 胡靜靜
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 張媛媛

本發明提供的一種光電望遠鏡拼接視場觀測空間碎片的性能仿真方法，包括：建立單臺光電望遠鏡探測能力評估模型；確定光電望遠鏡指向的取值范圍，對多個光電望遠鏡視場進行拼接組合設計；采用單仰角區域掃描空間碎片或者多仰角區域掃描空間碎片，直至仿真結束；輸出空間碎片的仿真探測結果。該方法設計了光電望遠鏡的視場拼接組合方式和掃描方式，結合單臺光電望遠鏡探測能力評估模型，最終仿真得到了光電望遠鏡組合探測到的空間碎片數量，有利于光電望遠鏡建設初期對光電望遠鏡基本參數的選擇和光電望遠鏡運行時觀測策略的選擇，預先評估光電望遠鏡視場拼接組合和不同掃描方式對空間碎片觀測的影響，為空間碎片觀測提供建議，避免觀測浪費。

技術領域

本發明涉及望遠鏡技術領域，特別涉及一種光電望遠鏡拼接視場觀測空間碎片的性能仿真方法。

背景技術

人類頻繁的空間活動使得空間碎片的數量日益增多，嚴重威脅航天器的在軌運行安全。光電望遠鏡為觀測空間碎片的一種重要手段，尤其在中高軌具有優勢，光電望遠鏡通常將觀測數據進行處理后得到空間碎片位置等信息，為航天器是否進行和如何進行規避機動提供參考建議。為了更有效地利用光電望遠鏡對空間碎片進行觀測，需要對測站的布局、光電望遠鏡探測能力、觀測策略進行評估。光電望遠鏡探測能力評估仿真技術是進行上述各項評估的重要手段。

目前來說，為評估光電望遠鏡空間觀測的探測能力，相關研究人員通過建立單臺光電望遠鏡探測能力評估模型，綜合考慮空間碎片幾何關系、空間碎片信號輻射量、背景源信號輻射量等影響，獲得空間碎片信號的探測信噪比，并作為光電望遠鏡視場內的空間碎片能否被探測到的依據，為空間碎片的實際觀測提供參考。

但是，由于光電望遠鏡的視場一般比較小，在探測過程中，單臺光電望遠鏡通常不能夠一次探測到多個空間碎片，所以單臺光電望遠鏡探測能力評估模型只能為單臺光電望遠鏡對空間碎片觀測的影響提供參考建議，而不能夠預先評估通過多臺光電望遠鏡擴大視場對空間碎片觀測的影響。

發明內容

針對現有技術存在上述缺陷，本發明提供了一種光電望遠鏡拼接視場觀測空間碎片的性能仿真方法。

本發明提供了一種光電望遠鏡拼接視場觀測空間碎片的性能仿真方法，包括：

建立單臺光電望遠鏡探測能力評估模型；

確定光電望遠鏡指向的取值范圍，根據所述的光電望遠鏡指向的取值范圍，對多個光電望遠鏡視場進行拼接組合設計，所述光電望遠鏡指向包括光電望遠鏡的仰角和光電望遠鏡的方位角；

根據所述的拼接組合設計，采用單仰角區域掃描空間碎片或者多仰角區域掃描空間碎片；

根據單臺光電望遠鏡探測能力評估模型，輸出空間碎片的仿真探測結果。

進一步地，所述建立單臺望遠鏡探測能力評估模型，包括：

考慮空間碎片相對于光電望遠鏡的位置關系以及天光地影關系；

在空間碎片滿足位置關系以及天光地影關系的基礎上，計算光電望遠鏡探測器接收的空間碎片反射的光信號輻射量以及夜天光背景信號輻射量；

根據所述的光信號輻射量以及夜天光背景信號輻射量，計算光電望遠鏡觀測到的空間碎片信噪比；

根據所述的空間碎片信噪比，仿真計算光電望遠鏡探測到的空間碎片數量，根據所述的空間碎片數量，輸出對空間碎片的仿真探測結果。

進一步地，空間碎片信噪比的公式為：