近地目标探测的天基篱笆

图书标准信息

• 作者 吴连大；熊建宁；吴功友
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2022-04
• 版次 31
• ISBN 9787030718969
• 定价 99.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 页数 160页
• 字数 198千字

【内容简介】

本书重点研究一种近地空间目标的天基探测系统——天基篱笆：在太阳同步轨道上安置若干个探测平台，每个平台安装两个望远镜，一个向前，一个向后，使得望远镜视场组成一个观测篱笆。由于它是天球上的大圆，每一个近地目标的轨道面（也是大圆），与该篱笆均有两个交点，因此，所有目标每一圈均能观测到两次，其中至少有一次没有地影，这就实现了200～1500km目标探测的全覆盖。此外，本书对平台高度和平台个数的关系、望远镜的视场、望远镜的指向及天基篱笆的探测星等和探测目标的大小、目标关联方法、新目标捕获方法与定轨精度等关键问题进行了研究。

【作者简介】

吴连大，男，中国科学院紫金山天文台研究员，博士生导师，1941年出生，江苏常州人。1964年毕业于南京大学天文系，历任中国科学院天文委员会委员兼天体测量和天体力学学科组组长，创新团组首席研究员，中国科学院人造卫星观测研究中心主任，长期从事卫星动力学的理论、测轨方法、数据处理和空间碎片探测方法的研究。

【目录】

序

 第1章引言

 1.1在轨空间目标的现状

 1.2空间目标观测的需求

 1.2.1空间目标探测全覆盖

 1.2.2新目标的及时发现

 1.2.3小目标的探测

 1.3空间目标天基探测的现状

 1.4本书的研究内容

 第2章天基探测的基础

 2.1探测平台

 2.1.1平台的经典轨道

 2.1.2平台姿态和望远镜的安装

 2.1.3目标在CCD上的坐标

 2.1.4有效载荷

 2.2顺光探测的可见范围

 2.2.1可见弧长

 2.2.2可见范围

 2.3顺光望远镜的探测能力

 2.3.1目标距离、视运动角速度和曝光时间

 2.3.2探测星等

 2.3.3探测目标的大小

 2.4提高望远镜探测能力的途径

 2.4.1星象信噪比分析

 2.4.2四种提高探测能力的途径

 2.5天基探测的数据处理

 2.5.1观测图像处理

 2.5.2动目标的提取

 2.5.3天文定位

 第3章几种天基篱笆

 3.1顺光篱笆

 3.1.1顺光篱笆的平台个数

 3.1.2顺光篱笆的平台轨道高度

 3.1.3顺光篱笆的探测能力

 3.1.4顺光篱笆的优缺点

 3.1.5结论

 3.2沿轨篱笆

 3.2.1平台轨道和平台姿态

 3.2.2望远镜安装

 3.2.3平台数量和平台高度

 3.2.4沿轨方向的探测能力

 3.2.5沿轨篱笆方案的选择

 3.2.6地影问题

 3.2.7沿轨篱笆与顺光篱笆的比较

 3.3探测小碎片的天基篱笆

 3.3.1现在能制造的大望远镜

 3.3.2沿轨篱笆的探测能力

 3.3.3顺光篱笆的探测能力

 3.3.4两种方法比较

 3.3.5小结

 第4章轨道关联

 4.1地面观测的轨道关联方法

 4.1.1初选候选目标集合

 4.1.2已知目标的轨道关联-轨道比对方法

 4.1.3UCT数据处理-新目标的发现和捕获

 4.2沿轨篱笆的轨道关联

 4.2.1初选候选目标集合

 4.2.2已知目标的轨道关联-轨道比对方法

 4.2.3UCT数据处理方法

 4.3两种关联方法比较

 4.3.1关联成功率

 4.3.2关联效率

 4.3.3UCT处理

 4.4沿轨篱笆的有预报观测

 第5章天基轨道改进

 5.1人造卫星轨道的根数系统

 5.2坐标系统及其转换

 5.3轨道改进

 5.3.1轨道改进的条件方程

 5.3.2轨道改进的收敛条件

 5.4模拟计算估计定轨精度

 5.4.1模拟计算方法

 5.4.2沿轨篱笆定轨精度估计

 5.4.3顺光篱笆与沿轨篱笆定轨精度比较

 5.5很好定轨精度估计

 5.5.1很好定轨精度估计方法

 5.5.2两种误差估计的比较

 5.6天基轨道改进的联合定轨

 第6章天基篱笆近期改进

 6.1天基探测的主要困难

 6.2克服困难的方法

 6.3改进后的天基篱笆

 参考文献

 附录A坐标变化矩阵

 附录BIAU2000岁差章动模型

 附录CIAU2000BICRS到CIRS的转换矩阵计算程序

 附录D计算可见区间程序

 后记

内容摘要
第1章引言

1.1在轨空间目标的现状

60多年来，世界各国进行的空间发射已经超过5000次，空间目标的数量超过47000个，美国CelesTrak网站给出了目标增长情况（图1.1）,其中，接近一半的目标已经陨落。美国国家航空航天局（NASA）给出了截至2021年1月5日的空间目标数量[1]：在轨的空间目标有22036个，其中，近地空间目标有15724个，只有6539个是工作航天器，其余15497个均为空间碎片，现在能跟踪的碎片大小可达5cm，但是，在编目库中的碎片，仍然是近地空间碎片大小为10cm，同步碎片大小为1m。尺度小的空间碎片数量则要多得多，直径大于1cm的空间碎片数量超过了11万个，有人甚至说有40万个。

近年来，各国为了建设天基互联网通信系统，又发射了许多大型卫星星座，平均每个星座有几百个卫星，这也大大增加了在轨空间目标的数量，表1.1给出了这类空间目标的情况。需要特别说明的是，这些卫星星座大多选择了太阳同步轨道，这又增加了空间目标轨道关联的难度。如图1.2所示，轨道倾角在90°～100°的范围内，就集中了45%的近地空间目标。

精彩内容

本书重点研究一种近地空间目标的天基探测系统——天基篱笆：在太阳同步轨道上安置若干个探测平台，每个平台安装两个望远镜，一个向前，一个向后，使得望远镜视场组成一个观测篱笆。由于它是天球上的大圆，每一个近地目标的轨道面（也是大圆），与该篱笆均有两个交点，因此，所有目标每一圈均能观测到两次，其中至少有一次没有地影，这就实现了200～1500km目标探测的全覆盖。此外，本书对平台高度和平台个数的关系、望远镜的视场、望远镜的指向及天基篱笆的探测星等和探测目标的大小、目标关联方法、新目标捕获方法与定轨精度等关键问题进行了研究。本书适合于天文和航天专业的研究生阅读，也可供空间目标天基探测领域的专业工作者参考。