針對地基激光測距系統(tǒng)測量高軌空間碎片時測距站點分布距離受限、激光能量受大氣衰減的問題,文章設(shè)計了一種高精度空間碎片激光測距衛(wèi)星星座。星座部署于太空中,可確�？臻g碎片測距誤差更小、探測距離更遠(yuǎn)。星座采用分布式三星星座設(shè)計,部署于地球靜止軌道,呈等邊三角形構(gòu)型,兩兩間距約73 030km,星下點經(jīng)度間隔120°。文章分析了地球遮擋引起的觀測盲區(qū),計算得到三星星座對高軌空間碎片的覆蓋率約71.5%,并提出改進(jìn)的3+1星座和3+2星座以提升覆蓋率。文章分析了星座所攜帶的激光器主要參數(shù),結(jié)果表明重復(fù)頻率1kHz、單脈沖能量62.91mJ、脈寬66ns的激光器可保證測距效能。天基衛(wèi)星星座分布范圍廣,可從不同角度獲得空間碎片位置信息,從而通過位置誤差交叉以縮小空間碎片位置誤差,方位誤差可從千米級提高至米級,提升約3個數(shù)量級。結(jié)合星座本身定位誤差,文章分析得到空間碎片的綜合位置誤差約十米量級,比地基系統(tǒng)的測量位置誤差提升2個數(shù)量級。高軌激光測距衛(wèi)星星座有助于獲得更準(zhǔn)確的空間碎片位置信息,有效服務(wù)于空間碎片精密定軌,保障在軌航天器運行安全。 

【文章來源】：航天返回與遙感. 2020,41(05)CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

高軌空間碎片與激光測距衛(wèi)星星座幾何構(gòu)型以及在XYZ坐標(biāo)系下位置關(guān)系示意

高軌空間碎片激光測距中空間碎片與測距星最大距離

在激光測距中，回波成高斯分布，具有一定的集中性，而噪聲在整個脈沖時間內(nèi)均勻分布，如圖7所示。因此，提高激光脈沖的重復(fù)頻率，能夠起到回波累積的效果。設(shè)計目標(biāo)函數(shù)為星座探測信噪比，將其設(shè)計為一個與激光脈沖重復(fù)頻率f正相關(guān)的函數(shù)由式（3)～(5）可以得到激光器單脈沖能量與系統(tǒng)其它參數(shù)的關(guān)系

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3269695