[发明专利]同步轨道空间物体姿态稳定方式的判定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种同步轨道空间物体姿态稳定方式的判定方法，尤其涉及一种基于光电观测的同步轨道空间物体姿态稳定方式的判定方法。

背景技术

对于例如卫星等的空间物体而言，其姿态稳定方式是一个重要特征，在对空间物体进行设计、观测、控制等时，经常需要判定空间物体的姿态稳定方式。以现代卫星为例，其姿态稳定方式主要是自旋稳定和三轴稳定，三轴稳定方式能够使空间物体维持着一个标准的定向方式，而自旋稳定方式能够使空间物体围绕着中心轴做高速自旋。不同的姿态稳定方式会导致卫星的外形结构、天线指向设计和轨控策略不同。

一般采用雷达手段对空间物体的姿态稳定方式进行判定。但是当前的雷达探测能力只有数千公里，对于超出雷达探测能力范围的空间物体，雷达探测手段的准确性会显著降低。因此，对于处于中高轨的同步轨道空间物体而言，由于同步轨道距离地球表面可能会达到数万公里的距离，远远超出了雷达手段的探测能力范围，因而需要采用新的技术手段来进行姿态稳定方式的判定。

发明内容

本发明的目的是提供一种同步轨道空间物体姿态稳定方式的判定方法，该判定方法基于光电观测来获取同步轨道空间物体的光度信息。由于空间物体的外表面能够反射光(例如，太阳光)，所以空间物体在不同的姿态稳定方式下表现出来的光度特性存在差别。利用这种差别，能够实现对空间物体姿态稳定方式的判定。

本发明的同步轨道空间物体姿态稳定方式的判定方法包括如下步骤：

获取所述空间物体的光度信息的步骤，其中，采用光电观测手段获得所述空间物体的光度信息；

对获得的观测数据的数据时长和数据点数进行检查的步骤；

对观测数据进行平滑拟合的步骤；以及

对所述空间物体的姿态稳定方式进行判定的步骤。

本发明中，采用了同步轨道空间物体的光度信息作为后续的各种处理手段的基础数据，并根据数据处理的最终结果来判定同步轨道空间物体的姿态稳定方式。由于可以通过例如望远镜等采集空间物体的光学信息(例如，光电子)，并通过例如CCD(电荷耦合元件)将采集到的光学信息转换为含有光度信息的电信号形式的图像数据，所以可以避免使用雷达手段。望远镜的观测距离非常远，尤其适合用来观测距离地球表面数万公里高度的处于中高轨的例如卫星等的同步轨道空间物体。此外，望远镜的观测精度足够高，因此能够通过适当的数据处理手段，以望远镜的观测数据为基础，获得高精度的同步轨道空间物体的光度信息。

另外，雷达在工作时需要主动发出一定频率的电磁波，因而这种探测行为很容易被发现，不适合用来进行隐蔽探测。而采用望远镜进行观测是一种被动接收光照的方式，并不主动发出探测信号，因而采用本发明的检测手段具有很强的隐蔽性。

本发明的技术手段对硬件设备没有特殊要求，不需要太复杂的改动，就能够很容易地与现有天文台或观测站的光电探测设备相结合。因而本发明能够快速推广应用至现有的地基光电探测设备上。

附图说明

图1是本发明的同步轨道空间物体姿态稳定方式的判定方法的流程图。

具体实施方式

以下将参照附图详细说明本发明的示例性实施方式。在本发明中，以现代卫星作为观测目标的示例，但这不是限制性的，包括现代卫星在内的任何具有不同的姿态稳定方式的同步轨道空间物体(以下简称为空间物体)都可以作为本发明的观测目标。

对于空间物体而言，在不同的姿态稳定方式下，其表现出来的光度特性存在差别。具体而言，在自旋稳定方式下，由于空间物体围绕着中心轴高速自转，会造成表面亮度的平均化效应。因此，空间物体在自旋稳定方式下的表面亮度值的变化幅度要比在三轴稳定方式下的表面亮度值的变化幅度小。基于这种区别，本发明的发明人构思了本发明的技术方案。通过以下参照实施方式说明的本发明的技术方案，可以通过时间-视星等曲线上的差别来区分这两种不同的姿态稳定方式。

本实施方式提供一种同步轨道空间物体姿态稳定方式的判定方法，如图1所示，该判定方法包括四个步骤：获取空间物体的光度信息、数据时长和数据点数检查、对观测数据进行平滑拟合以及判断空间物体的姿态稳定方式。由于本发明的判定方法采用空间物体的光度信息作为基础数据来源，因此，本发明的判定方法可以结合望远镜和CCD等设备进行，而不必使用传统的雷达探测手段。因此，本发明特别适合于对处于中高轨的同步轨道空间物体的姿态稳定方式进行判定。

以下，将分别对图1所示的这四个步骤进行详细说明。

步骤一：获取空间物体的光度信息