CCD測角與激光測距技術綜合測定空間目標的軌道

作者：陳艷玲,黃勇,胡小工,于涌,張海峰,張忠萍,唐正宏

摘要：空間目標包括在軌衛星、空間碎片等,對其測定軌是空間攻防和空間利用的重要前提。由于地面測站資源有限,單站測量是目前對空間目標尤其是空間碎片測定軌較常用的方式。衛星激光測距(satellite laser ranging,SLR)技術測量精度很高,可達米級(非合作目標),甚至厘米級(合作目標),但不能單獨用于單站短弧定軌;電荷耦合器件(charge coupled device,CCD)天文定位技術可觀測距離較遠的目標,但測量精度為角秒級,換算至空間距離不如SLR技術高。兩者的聯合為空間目標的高精度定位和跟蹤提供了可能,并成為未來空間目標地基測量的發展方向。作為空間碎片單站監測的前期工作,對合作目標的單站定軌精度進行了評估。處理了1500 km高AJISAI低軌衛星的實測數據,分析了單站CCD測角和激光測距數據對低軌空間目標的聯合定軌能力,并充分考慮兩類不同類型觀測數據的精度,數據綜合時對其進行合理加權。利用全球激光站資料進行精密定軌,并以此作為參考軌道,采用上海佘山站AJISAI衛星2010年、2011年4天6圈的實測激光測距數據,以及CCD測角數據,開展了單站單圈和單站多圈定軌和預報試驗。試驗結果表明,測距數據的加入對定軌精度和24小時預報精度的改善非常明顯,可提高至少一個數量級;單站單圈聯合定軌和24小時預報的精度分別為20 m以內及數百米,單站多圈聯合定軌和24小時預報的精度分別在米級及數十米。期望實驗結果為中國未來的空間碎片望遠鏡建設提供參考。

發文機構：中國科學院上海天文臺

關鍵詞：空間目標CCD技術激光測距精密定軌

分類號： P228.5[天文地球—大地測量學與測量工程][天文地球—測繪科學與技術]