[發明專利]一種用于GEO衛星全向告警的光電探測系統及方法

有效

• 申請號: 202011119611.X
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112505795B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 李建華;李志峰;薛峰;趙茜;蔡雯琳;薛蓮;牛振紅;杜潤樂;束逸;張力;劉佳琪;劉鑫;趙巨巖;劉洪艷;高路;彭程遠;艾夏
• 申請（專利權）人: 北京航天長征飛行器研究所
• 主分類號: G01V8/10
• 分類號: G01V8/10;H04N23/90;H04N23/695;H04N23/73
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 劉秀祥

一種用于GEO衛星全向告警的光電探測系統及方法，屬于全向告警技術領域，將GEO衛星等效為一個長方體，將四個轉臺分別安裝在GEO衛星上垂直于GEO軌道面的四個棱邊上，每個轉臺上安裝一個可見光相機，另外兩個相機直接安裝在與GEO軌道面平行的兩個面上；四個轉臺根據GEO衛星與太陽的位置與角度關系，控制GEO軌道面內的四個可見光相機避開太陽直射，并且保證不被衛星遮擋，同時覆蓋太陽規避角以外的空間區域；在GEO衛星上安裝至少一個日盲紫外相機，并保持紫外相機的視場始終覆蓋地球；根據六個可見光相機獲取的光學圖像、至少一個紫外相機獲取的紫外圖像，判斷是否存在需要告警的目標。

技術領域

本發明涉及一種用于GEO衛星全向告警的光電探測系統及方法，屬于全向告警技術領域。

背景技術

GEO衛星一般為高價值衛星，其安全運行意義重大。目前，GEO衛星主要面臨空間碎片威脅。

隨著人類對太空探索的航天活動逐漸增多，空間碎片環境日益惡劣。雖然空間碎片大部分尺寸較小，以厘米級毫米級的碎片居多，但是其具有的破壞力驚人。空間碎片巨大的破壞力來自于它的速度，空間碎片與航天器撞擊時的平均相對速度達到幾千米每秒，撞擊動能十分巨大，一旦與衛星相撞，輕則可能造成衛星部件發生穿孔損傷，重則可能導致衛星完全失效，甚至發生災難性解體。

由于這些碎片體積小且數量太多，無法逐個測量它們的軌道，航天器無法實施機動策略躲避其碰撞，只能采取對航天器進行防護設計提高自身的“免疫力”。為了實現航天器對空間碎片碰撞的規避，必須完成空間碎片碰撞威脅告警。

目前衛星全向告警技術有以下問題待解決：

1)告警視場大

2)探測距離遠

3)目標尺寸小

4)存在太陽輻射與地球背景干擾

5)體積重量功耗受限等多項技術難題

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種用于GEO衛星全向告警的光電探測系統及方法，將GEO衛星等效為一個長方體，將四個轉臺分別安裝在GEO衛星上垂直于GEO軌道面的四個棱邊上，每個轉臺上安裝一個可見光相機，另外兩個相機直接安裝在與GEO軌道面平行的兩個面上；四個轉臺上的四個相機與上下面的兩個相機共六個可見光相機視場基本覆蓋GEO衛星周圍360°立體空間；四個轉臺根據GEO衛星與太陽的位置與角度關系，控制GEO軌道面內的四個可見光相機避開太陽直射，并且保證不被衛星遮擋，同時覆蓋太陽規避角以外的空間區域；在GEO衛星上安裝至少一個日盲紫外相機，并保持紫外相機的視場始終覆蓋地球；根據六個可見光相機獲取的光學圖像、至少一個紫外相機獲取的紫外圖像，判斷是否存在需要告警的目標。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：

一種用于GEO衛星全向告警的光電探測系統，包括圖像處理模塊、四個轉臺、六個可見光相機、一個日盲紫外相機；

將GEO衛星等效為一個長方體，將四個轉臺分別安裝在GEO衛星上垂直于GEO軌道面的四個棱邊上，每個轉臺上安裝一個可見光相機，另外兩個可見光相機直接安裝在與GEO軌道面平行的兩個面上；六個可見光相機的視場最大化覆蓋GEO衛星周圍360°立體空間；

所述四個轉臺根據GEO衛星與太陽的位置和角度關系，控制四個可見光相機避開太陽直射；

所述日盲紫外相機安裝在GEO衛星上，并保持日盲紫外相機的視場始終覆蓋地球；

所述圖像處理模塊根據可見光相機獲取的光學圖像、日盲紫外相機獲取的紫外圖像，判斷是否存在需要告警的目標。

上述用于GEO衛星全向告警的光電探測系統，優選的，每個可見光相機的半視場角50°。