高轨空间碎片快速遍历天基光学观测系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113619813A(43)申请公布日2021.11.09(21)申请号202111092844.X(22)申请日2021.09.17(71)申请人中国科学院微小卫星创新研究院地址201203上海市浦东新区海科路99号申请人上海微小卫星工程中心(72)发明人朱永生张科科郑珍珍杜伟李东南董磊王志亮万雨君马晨张祥(74)专利代理机构上海智晟知识产权代理事务所(特殊普通合伙)31313代理人李镝的(51)Int.Cl.B64G1/10(2006.01)B64G1/66(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称高轨空间碎片快速遍历天基光学观测系统及方法(57)摘要本发明提供了一种高轨空间碎片快速遍历天基光学观测系统及方法，包括：低轨观测卫星，被配置为在近地轨道对0度纬度的地球同步带进行观测，以协同配合对第一经度范围的地球同步带进行观测；倾斜地球同步轨道观测卫星，被配置为在倾斜地球同步轨道上对0度纬度第二经度范围的地球同步带进行观测；其中，第一经度范围的中心点与逆光盲区相背，第二经度范围包括逆光盲区。CN113619813ACN113619813A权利要求书1/2页1.一种高轨空间碎片快速遍历天基光学观测系统，其特征在于，包括：低轨观测卫星，被配置为在近地轨道对0度纬度的地球同步带进行观测，以协同配合对第一经度范围的地球同步带进行观测；倾斜地球同步轨道观测卫星，被配置为在倾斜地球同步轨道上对0度纬度第二经度范围的地球同步带进行观测；其中，第一经度范围的中心点与逆光盲区相背，第二经度范围包括逆光盲区。2.如权利要求1所述的高轨空间碎片快速遍历天基光学观测系统，其特征在于，所述低轨观测卫星的数量为1颗，通过协同配合对第一经度范围的地球同步带进行观测，能够实现一轨对300°经度的地球同步带进行观测。3.如权利要求1所述的高轨空间碎片快速遍历天基光学观测系统，其特征在于，所述低轨观测卫星包括低轨广域观测相机，低轨广域观测相机的相机视场不小于20°×40°，探测能力为300ms内13Mv；其中低轨广域观测相机基于低轨视场拼接方法形成，该低轨视场拼接方法包括：根据高轨碎片分布，设置相机纬度向视场为40°，保障对最大纬度带覆盖；设置经度向视场为20°，利用低轨和高轨轨道运动差，形成大范围扫描带，最终达到对经度带的大范围覆盖。4.如权利要求1所述的高轨空间碎片快速遍历天基光学观测系统，其特征在于，所述倾斜地球同步轨道观测卫星包括高轨广域观测相机，高轨广域观测相机的相机视场不小于10°×10°，探测能力为300ms内15Mv；其中高轨广域观测相机基于高轨视场拼接方法形成，该高轨视场拼接方法包括：IGSO卫星采用10°×10°的相机，对准低轨星看不到的区域纬度中心在东西向来回拼接观测。5.如权利要求3所述的高轨空间碎片快速遍历天基光学观测系统，其特征在于，低轨观测卫星通过姿态机动，使得低轨广域观测相机按照步进巡天观测模式，对0度纬度地球同步带观测，一轨观测300°经度带。6.如权利要求5所述的高轨空间碎片快速遍历天基光学观测系统，其特征在于，低轨观测卫星观测过程中卫星姿态机动在保障视轴始终凝视0°纬度同步带的同时，通过经度向机动弥补碎片的相对运动速度，使得低轨广域观测相机采用长曝光方法，提高探测能力，曝光时间为5s～7s。7.如权利要求6所述的高轨空间碎片快速遍历天基光学观测系统，其特征在于，倾斜地球同步轨道观测卫星通过姿态机动，按照巡天模式进行观测，在观测过程中，通过经度向机动弥补碎片的相对运动速度，高轨广域观测相机采用长曝光方法，提高观测能力；倾斜地球同步轨道观测卫星对包含60度逆光盲区的第二经度范围进行观测。8.如权利要求7所述的高轨空间碎片快速遍历天基光学观测系统，其特征在于，通过经度向机动弥补碎片的相对运动速度，使得低轨广域观测相机采用长曝光方法，提高探测能力包括：第一步，通过卫星姿态机动进行像移补偿保障碎片的像面运动速率在1个像元内；第二步，相机通过延长曝光时间，使得探测能力提升。9.一种高轨空间碎片快速遍历天基光学观测方法，其特征在于，包括：第一步，基于视场拼接方法，研制广域观测相机；第二步，在近地轨道部署一颗低轨观测卫星，在倾斜地球同步轨道部署一颗倾斜地球2CN113619813A权利要求书2/2页同步轨道观测卫星，每颗观测卫星均搭载一台广域观测相机；第三步，低轨观测卫星通过姿态机动，使得低轨广域观测相机按照步进巡天观测模式，对0度纬度地球同步带观测，一轨观测300°经度带，一颗低轨观测卫星协同配合实现一轨对300°经度带观测能力；第四步，倾斜地球同步轨道观测卫星通过姿态机动，按照巡天模式进行观测，对包含低轨观测卫星60度逆光盲区观测，最终