[发明专利]一种光电望远镜拼接视场观测空间碎片的性能仿真方法

说明书

本发明提供的一种光电望远镜拼接视场观测空间碎片的性能仿真方法，包括：建立单台光电望远镜探测能力评估模型；确定光电望远镜指向的取值范围，对多个光电望远镜视场进行拼接组合设计；采用单仰角区域扫描空间碎片或者多仰角区域扫描空间碎片，直至仿真结束；输出空间碎片的仿真探测结果。该方法设计了光电望远镜的视场拼接组合方式和扫描方式，结合单台光电望远镜探测能力评估模型，最终仿真得到了光电望远镜组合探测到的空间碎片数量，有利于光电望远镜建设初期对光电望远镜基本参数的选择和光电望远镜运行时观测策略的选择，预先评估光电望远镜视场拼接组合和不同扫描方式对空间碎片观测的影响，为空间碎片观测提供建议，避免观测浪费。

技术领域

本发明涉及望远镜技术领域，特别涉及一种光电望远镜拼接视场观测空间碎片的性能仿真方法。

背景技术

人类频繁的空间活动使得空间碎片的数量日益增多，严重威胁航天器的在轨运行安全。光电望远镜为观测空间碎片的一种重要手段，尤其在中高轨具有优势，光电望远镜通常将观测数据进行处理后得到空间碎片位置等信息，为航天器是否进行和如何进行规避机动提供参考建议。为了更有效地利用光电望远镜对空间碎片进行观测，需要对测站的布局、光电望远镜探测能力、观测策略进行评估。光电望远镜探测能力评估仿真技术是进行上述各项评估的重要手段。

目前来说，为评估光电望远镜空间观测的探测能力，相关研究人员通过建立单台光电望远镜探测能力评估模型，综合考虑空间碎片几何关系、空间碎片信号辐射量、背景源信号辐射量等影响，获得空间碎片信号的探测信噪比，并作为光电望远镜视场内的空间碎片能否被探测到的依据，为空间碎片的实际观测提供参考。

但是，由于光电望远镜的视场一般比较小，在探测过程中，单台光电望远镜通常不能够一次探测到多个空间碎片，所以单台光电望远镜探测能力评估模型只能为单台光电望远镜对空间碎片观测的影响提供参考建议，而不能够预先评估通过多台光电望远镜扩大视场对空间碎片观测的影响。

发明内容

针对现有技术存在上述缺陷，本发明提供了一种光电望远镜拼接视场观测空间碎片的性能仿真方法。

本发明提供了一种光电望远镜拼接视场观测空间碎片的性能仿真方法，包括：

建立单台光电望远镜探测能力评估模型；

确定光电望远镜指向的取值范围，根据所述的光电望远镜指向的取值范围，对多个光电望远镜视场进行拼接组合设计，所述光电望远镜指向包括光电望远镜的仰角和光电望远镜的方位角；

根据所述的拼接组合设计，采用单仰角区域扫描空间碎片或者多仰角区域扫描空间碎片；

根据单台光电望远镜探测能力评估模型，输出空间碎片的仿真探测结果。

进一步地，所述建立单台望远镜探测能力评估模型，包括：

考虑空间碎片相对于光电望远镜的位置关系以及天光地影关系；

在空间碎片满足位置关系以及天光地影关系的基础上，计算光电望远镜探测器接收的空间碎片反射的光信号辐射量以及夜天光背景信号辐射量；

根据所述的光信号辐射量以及夜天光背景信号辐射量，计算光电望远镜观测到的空间碎片信噪比；

根据所述的空间碎片信噪比，仿真计算光电望远镜探测到的空间碎片数量，根据所述的空间碎片数量，输出对空间碎片的仿真探测结果。

进一步地，空间碎片信噪比的公式为：