隨著人類(lèi)航天活動(dòng)的逐年增加,空間碎片也逐年增多,空間碎片的存在嚴(yán)重影響航天活動(dòng)的安全。為了確保航天器的安全運(yùn)行,需要對(duì)空間碎片進(jìn)行探測(cè)與跟蹤,并進(jìn)行定軌預(yù)報(bào)、識(shí)別編目和偵查分析等,在此基礎(chǔ)上實(shí)施軌道機(jī)動(dòng)規(guī)避,保證航天器不受碰撞。另外,為了確保空間安全,也會(huì)采用離軌、回收、燒毀等措施對(duì)已有空間碎片進(jìn)行清除。故而對(duì)空間碎片的探測(cè)尤為重要。以往地基雷達(dá)觀測(cè)范圍有限,境外設(shè)站在地理和政治上有諸多不便;地基望遠(yuǎn)鏡有大氣干擾,無(wú)法全天時(shí)全天候觀測(cè)。本文以空間碎片的天基探測(cè)技術(shù)立題,研究了基于光度與偏振信息的天基空間碎片探測(cè)方法。論文的主要工作如下:1.對(duì)小尺寸空間碎片探測(cè)技術(shù)進(jìn)行了研究,提出了基于光度與偏振信息的天基空間碎片探測(cè)方案。當(dāng)觀測(cè)平臺(tái)距離空間碎片較遠(yuǎn)(100km左右)時(shí),10cm空間碎片近似于點(diǎn)目標(biāo),可進(jìn)行光度探測(cè),當(dāng)相位角在0°到90°之間變化時(shí),碎片所對(duì)應(yīng)的等效視星等值在6.9到8.2之間;當(dāng)觀測(cè)距離小于20km時(shí),點(diǎn)目標(biāo)逐漸呈現(xiàn)出體目標(biāo)特征,通過(guò)偏振探測(cè)通道進(jìn)行成像觀測(cè),可進(jìn)一步獲得碎片的表面粗糙度、紋理、輪廓等幾何與物理特性。2.針對(duì)尺寸約10cm(探測(cè)距離約為100km)空間碎片的光度探測(cè)及30cm(探測(cè)距離約為20km)的空間碎片的偏振成像,分別論證了光學(xué)技術(shù)指標(biāo)。并對(duì)共口徑雙通道光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)選型及優(yōu)化設(shè)計(jì),進(jìn)行了成像質(zhì)量評(píng)價(jià)和公差分析,驗(yàn)證了該方案的可行性。3.對(duì)6種典型空間目標(biāo)表面材料和1種衛(wèi)星帆板模型(電鍍深藍(lán)色油漆)進(jìn)行了偏振光譜成像實(shí)驗(yàn),獲得了典型目標(biāo)偏振特性數(shù)據(jù),可為空間碎片材質(zhì)的識(shí)別提供支撐。與強(qiáng)度圖像相比,偏振圖像能夠增強(qiáng)圖像的細(xì)節(jié)和紋理表現(xiàn)能力,其中偏振角圖像效果更明顯;實(shí)驗(yàn)中,黃色聚酯薄膜的偏振度在各個(gè)波段普遍高于其他材料,尤其在850.8nm處,遠(yuǎn)高于同一波長(zhǎng)處其它材料的偏振度,利用這一特點(diǎn),可以將黃色聚酯薄膜與其它6種材料區(qū)分開(kāi)來(lái)。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：V528
【部分圖文】：

空間物體的數(shù)量近似于線性增長(zhǎng)。2007 年編目空間物體的數(shù)量達(dá)到了15000 個(gè)，而到 2017 年年底，編目空間物體的數(shù)量超過(guò)了 18000 個(gè)。圖1.2 編目空間物體增長(zhǎng)情況[13]Fig. 1.2 The growth of cataloged space objects圖1.3 SSN編目物體數(shù)量及組成逐年變化情況[14]Fig. 1.3 Monthly Number of Cataloged Objects in Earth Orbit by Object Type

間物體的數(shù)量近似于線性增長(zhǎng)。2007 年編目空間物體的而到 2017 年年底，編目空間物體的數(shù)量超過(guò)了 18000 個(gè)圖1.2 編目空間物體增長(zhǎng)情況[13]Fig. 1.2 The growth of cataloged space objects

是NASA給出的空間衛(wèi)星數(shù)量的變化情況，被追蹤觀測(cè)的空間物體中，約有94%都是碎片。圖1.4 衛(wèi)星數(shù)量的增長(zhǎng)情況[17]Fig. 1.4 The growth of the number of satellites圖 1.5 為地球軌道上可以被觀測(cè)到的目標(biāo)的計(jì)算機(jī)合成圖，這些物體中約有 94%均為空間碎片。其中的白點(diǎn)代表每個(gè)物體所處空間位置，其大小并不代

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫棕檀;;歐洲“空間碎片移除”在軌試驗(yàn)任務(wù)簡(jiǎn)析[J];中國(guó)航天;2019年02期

2 ;空間碎片研究征稿啟事[J];空間碎片研究;2018年01期

3 ;空間碎片研究征稿啟事[J];空間碎片研究;2018年02期

4 泉浩芳;張小達(dá);周玉霞;陸靜;;空間碎片減緩策略分析及相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)綜述[J];航天器環(huán)境工程;2019年01期

5 戈賽楠;;空間碎片清除國(guó)際法律責(zé)任研究[J];合作經(jīng)濟(jì)與科技;2018年08期

6 董富祥;周志成;曲廣吉;;柔性航天器拖拽空間碎片動(dòng)力學(xué)與控制仿真研究[J];動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào);2018年02期

7 婁雨錕;;空間碎片的侵權(quán)行為劃分與侵權(quán)責(zé)任承擔(dān)[J];法制與社會(huì);2018年14期

8 李明;龔自正;劉國(guó)青;;空間碎片監(jiān)測(cè)移除前沿技術(shù)與系統(tǒng)發(fā)展[J];科學(xué)通報(bào);2018年25期

9 楊少鮮;李其飛;;推動(dòng)全球協(xié)同清理空間碎片的建議[J];衛(wèi)星應(yīng)用;2018年10期

10 張曉;魯軍勇;侯重遠(yuǎn);戴宇峰;王杰;;應(yīng)用地面電磁發(fā)射清除空間碎片方法[J];國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào);2016年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 董富祥;周志成;曲廣吉;;柔性服務(wù)航天器清除空間碎片多體動(dòng)力學(xué)與控制仿真研究[A];第十屆全國(guó)多體動(dòng)力學(xué)與控制暨第五屆全國(guó)航天動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2017年

2 趙劍衡;;激光清除空間碎片分析[A];第十四屆全國(guó)物理力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議縮編文集[C];2016年

3 鹿瑤;;光變曲線反演空間碎片旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)[A];中國(guó)天文學(xué)會(huì)2017年學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集[C];2017年

4 李洪峻;王宇紅;韓輝;吳國(guó)福;;面向空間碎片減緩工程的測(cè)控技術(shù)研究[A];空天資源的可持續(xù)發(fā)展——第一屆中國(guó)空天安全會(huì)議論文集[C];2015年

5 張宇;曾國(guó)強(qiáng);高玉東;;一種基于一致性理論的衛(wèi)星協(xié)同自主探測(cè)方法[A];空天資源的可持續(xù)發(fā)展——第一屆中國(guó)空天安全會(huì)議論文集[C];2015年

6 孫瓊閣;高龍;李辰;;基于光負(fù)向力的空間碎片清理新途徑-牽引激光[A];第二屆空間目標(biāo)與碎片監(jiān)測(cè)、清理技術(shù)及應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2015年

7 朱毅麟;;空間碎片的觀測(cè)與模型[A];中國(guó)空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測(cè)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)第十一次學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1998年

8 朱維坤;曾國(guó)強(qiáng);;微小衛(wèi)星空間碎片清理方式應(yīng)用探討[A];2007系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

9 張耀;王人東;;空間碎片減緩方法[A];第十二屆全國(guó)日地空間物理學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要集[C];2007年

10 楊宣宗;馮春華;王龍;;微小空間碎片加速器初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果及動(dòng)力學(xué)行為研究[A];中國(guó)真空學(xué)會(huì)2008年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2008年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 本報(bào)記者 黃明明;空間碎片：隱形的達(dá)摩克利斯之劍[N];科學(xué)時(shí)報(bào);2011年

2 記者 趙漢斌;單光子超導(dǎo)陣列探測(cè)器測(cè)得空間碎片自轉(zhuǎn)周期[N];科技日?qǐng)?bào);2019年

3 本報(bào)記者 付麗麗;空間碎片越來(lái)越多，咋辦？[N];科技日?qǐng)?bào);2016年

4 本報(bào)記者 游雪晴;航天器空間安全如何保障[N];科技日?qǐng)?bào);2016年

5 中國(guó)工業(yè)報(bào)記者 高晨;空間碎片監(jiān)測(cè)應(yīng)用中心成立[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2015年

6 記者 姚天宇 通訊員 邱學(xué)雷;空間碎片監(jiān)測(cè)應(yīng)用中心掛牌[N];中國(guó)航天報(bào);2015年

7 記者 付毅飛;我組建空間碎片監(jiān)測(cè)“國(guó)家隊(duì)”[N];科技日?qǐng)?bào);2015年

8 本報(bào)記者 王敬濤 張格苗 段昊書(shū);空間碎片隱患重重[N];中國(guó)氣象報(bào);2013年

9 記者 陳龍;我國(guó)空間碎片研究應(yīng)用成果豐碩[N];中國(guó)航天報(bào);2014年

10 記者 劉歡;空間碎片地基監(jiān)測(cè)一期工程完成[N];北京日?qǐng)?bào);2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王偉林;空間機(jī)動(dòng)飛行器清除碎片任務(wù)規(guī)劃與制導(dǎo)控制技術(shù)[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

2 彭科科;近地軌道空間碎片環(huán)境工程模型建模技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 李宏偉;微小空間碎片撞擊效應(yīng)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心）;2010年

4 董雪;高重復(fù)頻率空間碎片激光測(cè)距系統(tǒng)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2014年

5 徐金中;基于SPH方法的空間碎片超高速碰撞特性及其防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

6 唐頎;超高速撞擊板波特性與聲發(fā)射空間碎片在軌感知技術(shù)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

7 遲潤(rùn)強(qiáng);彈丸超高速撞擊薄板碎片云建模研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

8 劉治東;空間碎片超高速撞擊載人密封艙在軌感知技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

9 張凱;基于聲發(fā)射的典型結(jié)構(gòu)空間碎片撞擊在軌感知技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

10 朱凼凼;微流星體高速撞擊航天器防護(hù)結(jié)構(gòu)地面模擬實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 邵遠(yuǎn)城;星空背景下空間碎片的檢測(cè)與跟蹤技術(shù)[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所);2018年

2 龐樹(shù)霞;基于光度與偏振信息的天基空間碎片探測(cè)方法研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所);2018年

3 曾小峰;天基主被動(dòng)融合式空間碎片光學(xué)探測(cè)技術(shù)研究[D];武漢大學(xué);2017年

4 徐藝靈;用于空間碎片監(jiān)測(cè)的科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)研制[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2018年

5 董禮;在軌實(shí)時(shí)空間碎片檢測(cè)和識(shí)別算法研究[D];陜西師范大學(xué);2018年

6 劉啟超;空間碎片高速斜撞擊填充防護(hù)結(jié)構(gòu)的損傷與防護(hù)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

7 宋張弛;基于射線法的空間碎片撞擊航天器生存力評(píng)估[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

8 朱嘉偉;空間碎片環(huán)境對(duì)高精度航天器指向及定位性能的影響研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

9 馬曉剛;基于離子束的非接觸式空間碎片清除方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

10 秦政;考慮空間碎片影響的航天器風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與設(shè)備布局設(shè)計(jì)[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2809347