[发明专利]一种兼顾来自太阳方向小行星预警与小行星编目的方法

说明书

本发明涉及小行星监测预警技术领域，尤其涉及一种兼顾来自太阳方向小行星预警与小行星编目的方法。所述方法包括：根据设定的望远镜对太阳的规避角度，确定位于地球领航轨道的望远镜位置；根据预警范围和小行星直径与视星等的转换关系，确定望远镜极限观测能力；根据小行星可见时同时满足的时间约束、瞬时视场约束和视星等约束建立望远镜对小行星的可见性模型；基于建立的可见性模型，平衡望远镜对来自太阳方向小行星的预警效能和编目效能，优化黄纬方向观测天区的大小确定望远镜观测天区；根据优化确定的观测天区，兼顾望远镜对来自太阳方向小行星的预警效能和编目效能，优化望远镜朝向与背向地球的时间比确定望远镜搜寻策略。

技术领域

本发明涉及小行星监测预警技术领域，尤其涉及一种兼顾来自太阳方向小行星预警与小行星编目的方法。

背景技术

小行星监测借助地基和天基平台，利用雷达技术(测距、测速和测角)、光电技术(光电测角和激光测距)等多种监测手段。地基平台由于不受体积和质量等因素限制，可采用大发射功率获得很远的监测距离、采用大口径天线得到很高的空间分辨率，是目前小行星监测的主要手段。但小行星地基监测存在两个不利因素：一是监测站的有效覆盖范围无法达到对空域和时域的无缝覆盖，建立更多的监测站受到政治和地理等因素的制约；二是在现有的监测手段中，地基雷达监测距离有限，地基光电监测易受天气影响，一般只能在晴夜工作，无法预警来自太阳方向的小行星。天基平台位于地球大气层外的空间轨道，具有布置灵活、不受大气和天气影响、监测范围大等优点，大大增加了对小行星的监测能力。此外，雷达技术的监测能力与距离的四次方成反比，光电监测技术的监测能力与距离的平方成反比，小行星一般距离较远，光电监测技术更有利于小行星的监测。因此，天基光电监测是小行星监测预警领域的发展趋势。

针对地基望远镜无法预警来自太阳方向小行星的问题，目前已有多种位于不同轨道的天基光学望远镜解决方案。对不同轨道天基光学望远镜方案进行分析：太阳同步轨道和中/高地球轨道以地球为中心，具有较好的可达性，但相对于地基望远镜在对来自太阳方向小行星预警距离方面的优势是可以忽略的，中地球轨道(MEO)当小行星进入大气层时可以观测到火球，但无法提供预警；位于月球背面的望远镜具有安静的观测环境，但是在预警距离方面的优势也可忽略；日地L1点预警效能更好，但对来自太阳方向小行星的预警距离最多为150万公里，预警距离较短；日地系统大幅值逆行轨道(DRO)对来自太阳方向小行星的预警距离可超过千万公里，但需布置三个望远镜组成的星座才能完全覆盖地球内侧的区域；类金星轨道能提供很长的预警距离，但无法预警来自太阳方向的小行星，且由于距离地球较远而对火箭运载能力和对地通信提出了很高要求。

从以上分析可以看出，天基望远镜轨道的选择对小行星监测预警具有重要意义，目前提出的天基解决方案对来自太阳方向小行星预警存在预警距离短或多星组网导致的经济成本高等问题。

发明内容

现有技术存在地基望远镜无法预警来自太阳方向小行星以及目前提出的天基解决方案对来自太阳方向小行星预警存在预警距离短或多星组网导致的经济成本高等问题，本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提出了一种兼顾来自太阳方向小行星预警与小行星编目的方法。

为了实现上述目的，本发明提出了一种兼顾来自太阳方向小行星预警与小行星编目的方法，所述方法包括：

根据设定的望远镜对太阳的规避角度，确定位于地球领航轨道的望远镜位置；

根据预警范围和小行星直径与视星等的转换关系，确定望远镜极限观测能力；

根据小行星可见时同时满足的时间约束、瞬时视场约束和视星等约束建立望远镜对小行星的可见性模型；

基于建立的可见性模型，平衡望远镜对来自太阳方向小行星的预警效能和编目效能，优化黄纬方向观测天区的大小确定望远镜观测天区；

根据优化确定的观测天区，兼顾望远镜对来自太阳方向小行星的预警效能和编目效能，优化望远镜朝向与背向地球的时间比确定望远镜搜寻策略。