[发明专利]空间目标可见光散射特性分析模型校验方法

说明书

  

技术领域

本发明涉及空间技术领域，具体涉及一种空间目标可见光散射特性分析模型校验方法。 

  

背景技术

利用可见光探测器实施对空间目标的探测与跟踪是国内外普遍使用的手段之一，只有获得较为可靠的空间目标可见光散射特性数据，才能保证自主捕获与跟踪任务的顺利完成。 

照射空间目标的可见光源包括太阳直接辐射、地球反射太阳光两种。二者经目标表面散射、各表面之间的多次反射，其中一部分通过镜像反射或漫反射传向探测器。 

一般来说，地球反射太阳光的影响可以忽略。镜面反射一般也较少考虑，因工艺的影响，热控喷涂或热控包扎一般很少会出现面积较大的镜面反射区域。因此，我们重点分析空间目标表面反射太阳光能量在探测器中的影响。 

图1所示为空间目标可见光散射特性分析模型 

面元反射的太阳光能量在探测器入瞳处产生的光谱照度计算公式如下：

式中，dA为面元面积，ρ(λ)为面元半球光谱反射率。为太阳照射到卫星表面可见光波段的能流密度，R为面元至探测器的距离，为面元至太阳的距离矢量与面元法线方向的夹角，为面元至探测器的距离矢量与面元法线方向的夹角。

对上式进行可视表面积分即可得到特定光照条件和特定方位情况下目标的光谱照度。 

由上式可知，空间目标不同表面的表面材料的半球光谱反射率是影响空间目标可见光散射特性分析结果的关键参数，也是会引起分析误差的主要来源。 

如果不进行测试和校验，一般在进行空间目标可见光散射特性分析时采用厂家直接提供的材料反射率参数或者根据经验值进行设定，往往会导致分析结果存在较大的误差，一般误差最大可达30%。测试结果一般可将误差控制在15%之内。 

  

发明内容

综上所述，现有技术中，仅仅靠理论分析引起的可见光散射特性分析最大误差可达30%，与测试可能存在的最大15%的误差存在较大的差距。为了解决现有技术的不足，减少仅靠理论分析引起的空间目标可见光散射特性分析误差，本发明的目的在于提供一种空间目标可见光散射特性分析模型校验方法。利用本发明，可以使同类目标的分析结果达到与测试相当的误差水平。 

为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种空间目标可见光散射特性分析模型校验方法，该方法包括如下步骤： 

步骤1，试验目标先验信息与探测器参数获取；

步骤2，根据试验目标的几何参数建立试验目标的几何建模，根据试验目标表面热控材料参数建立表面材料模型；

步骤3，空间目标可见光散射特性建模与分析；

步骤4，试验目标缩比模型研制；

步骤5，试验目标缩比模型可见光散射特性测试；

步骤6，试验目标可见光散射特性分析与测试结果比对与分析；

步骤7，空间目标可见光散射特性分析模型校验。

较佳地，步骤1的先验信息包括几何参数和表面材料参数，获取探测器的成像波段、成像视场、成像焦距等参数。 

较佳地，步骤3中根据试验目标轨道参数、姿态参数和探测器的探测方位和探测波段，对空间目标可见光散射特性进行建模与分析，获得关注位置和方位的光谱照度。 

较佳地，步骤4中缩比模型比例视可见光散射特性测试系统的太阳模拟器和可测距离而定，以模拟的太阳平行光完全把目标覆盖为宜。 

与现有技术相比，本发明的有益效果如下： 

本发明提出的空间目标可见光散射特性分析模型校验方法，由于对引起分析误差的主要根源——表面材料模型误差进行了补偿，不用修改空间目标可见光散射特性分析模型软件，仅调整与表面材料模型相关的参数，使它们引起的分析误差减小到与测试相当的水平，提高了理论分析模型的精度，可为同类空间目标的可见光散射特性分析提供较为准确的结果，为相关试验任务的规划和可见光探测载荷的研制提供较为可靠的输入参数。

  

附图说明

以下将结合附图对本发明作进一步的说明。 

图1为空间目标可见光散射特性分析模型。 

图2为本发明对空间非合作目标跟踪指向的飞行器控制方法的流程图。 

图3是校验后分析结果与测试结果的对比图。 

具体实施方式

以下通过较佳实施例对本发明的技术方案进行说明，但下述实施例并不能限制本发明的保护范围。