[发明专利]一种用于GEO卫星全向告警的光电探测系统及方法

说明书

一种用于GEO卫星全向告警的光电探测系统及方法，属于全向告警技术领域，将GEO卫星等效为一个长方体，将四个转台分别安装在GEO卫星上垂直于GEO轨道面的四个棱边上，每个转台上安装一个可见光相机，另外两个相机直接安装在与GEO轨道面平行的两个面上；四个转台根据GEO卫星与太阳的位置与角度关系，控制GEO轨道面内的四个可见光相机避开太阳直射，并且保证不被卫星遮挡，同时覆盖太阳规避角以外的空间区域；在GEO卫星上安装至少一个日盲紫外相机，并保持紫外相机的视场始终覆盖地球；根据六个可见光相机获取的光学图像、至少一个紫外相机获取的紫外图像，判断是否存在需要告警的目标。

技术领域

本发明涉及一种用于GEO卫星全向告警的光电探测系统及方法，属于全向告警技术领域。

背景技术

GEO卫星一般为高价值卫星，其安全运行意义重大。目前，GEO卫星主要面临空间碎片威胁。

随着人类对太空探索的航天活动逐渐增多，空间碎片环境日益恶劣。虽然空间碎片大部分尺寸较小，以厘米级毫米级的碎片居多，但是其具有的破坏力惊人。空间碎片巨大的破坏力来自于它的速度，空间碎片与航天器撞击时的平均相对速度达到几千米每秒，撞击动能十分巨大，一旦与卫星相撞，轻则可能造成卫星部件发生穿孔损伤，重则可能导致卫星完全失效，甚至发生灾难性解体。

由于这些碎片体积小且数量太多，无法逐个测量它们的轨道，航天器无法实施机动策略躲避其碰撞，只能采取对航天器进行防护设计提高自身的“免疫力”。为了实现航天器对空间碎片碰撞的规避，必须完成空间碎片碰撞威胁告警。

目前卫星全向告警技术有以下问题待解决：

1)告警视场大

2)探测距离远

3)目标尺寸小

4)存在太阳辐射与地球背景干扰

5)体积重量功耗受限等多项技术难题

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种用于GEO卫星全向告警的光电探测系统及方法，将GEO卫星等效为一个长方体，将四个转台分别安装在GEO卫星上垂直于GEO轨道面的四个棱边上，每个转台上安装一个可见光相机，另外两个相机直接安装在与GEO轨道面平行的两个面上；四个转台上的四个相机与上下面的两个相机共六个可见光相机视场基本覆盖GEO卫星周围360°立体空间；四个转台根据GEO卫星与太阳的位置与角度关系，控制GEO轨道面内的四个可见光相机避开太阳直射，并且保证不被卫星遮挡，同时覆盖太阳规避角以外的空间区域；在GEO卫星上安装至少一个日盲紫外相机，并保持紫外相机的视场始终覆盖地球；根据六个可见光相机获取的光学图像、至少一个紫外相机获取的紫外图像，判断是否存在需要告警的目标。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种用于GEO卫星全向告警的光电探测系统，包括图像处理模块、四个转台、六个可见光相机、一个日盲紫外相机；

将GEO卫星等效为一个长方体，将四个转台分别安装在GEO卫星上垂直于GEO轨道面的四个棱边上，每个转台上安装一个可见光相机，另外两个可见光相机直接安装在与GEO轨道面平行的两个面上；六个可见光相机的视场最大化覆盖GEO卫星周围360°立体空间；

所述四个转台根据GEO卫星与太阳的位置和角度关系，控制四个可见光相机避开太阳直射；

所述日盲紫外相机安装在GEO卫星上，并保持日盲紫外相机的视场始终覆盖地球；

所述图像处理模块根据可见光相机获取的光学图像、日盲紫外相机获取的紫外图像，判断是否存在需要告警的目标。

上述用于GEO卫星全向告警的光电探测系统，优选的，每个可见光相机的半视场角50°。