[发明专利]自主卫星轨道碎片避让系统和方法

权利要求书

1.一种能够自主地避免与轨道碎片碰撞的卫星系统，包括：

轨道碎片追踪装置，适用于提供一块碎片的追踪数据；

轨道确定处理器，适用于从所述轨道碎片追踪装置接收所述追踪数据并且计算所述碎片的轨道，从而产生碎片轨道元素数据，并从而根据机载传感器或者机载存储数据或者根据以上两者计算所述卫星的轨道元素；

星历处理器，适用于从所述轨道计算机处理器接收所述碎片轨道元素数据以及卫星轨道元素数据，并且生成碎片星历数据以用于所述碎片的未来位置和所述卫星的未来位置；

碰撞计算器，适用于从所述星历处理器接收未来碎片星历数据和未来卫星星历数据；所述碰撞计算器适用于将所述未来卫星星历数据和所述未来碎片星历数据进行对比，并且提供输出结论，所述输出结论示出了在未来某个时间所述碎片与所述卫星之间是否会发生碰撞；

避让轨道处理器，适用于接收很可能发生碰撞的输出结论并且计算避让轨道；以及

数个处理器，以生成实现避让轨道的推进器命令且执行所述命令。

2.根据权利要求1所述的卫星系统，其中，所述轨道追踪装置从包括雷达、激光雷达、微波雷达以及光学或微波识别的群组中选择；并且所述卫星系统进一步包括避让命令处理器，所述避让命令处理器从所述避让轨道处理器接收用于避让轨道的数据，计算对于所述卫星的推进器点火所需的命令，并且使得这些命令得到执行，其中所述轨道追踪装置适用于提供所述卫星附近的球状体的完全覆盖以确定距离所述卫星的碎片角度、速度和距离。

3.根据权利要求2所述的卫星系统，其中，第一轨道追踪装置被提供用于对相对于所述卫星具有高速范围的碎片进行追踪，并且第二追踪装置被提供用于对具有低速范围的碎片进行追踪。

4.根据权利要求2所述的卫星系统，其中，第一追踪装置被提供用于对具有大尺寸范围的碎片进行追踪，并且第二追踪装置被提供用于对具有小尺寸范围的碎片进行追踪。

5.根据权利要求1所述的卫星系统，其中，所述星历处理器适用于从所述轨道确定处理器接收部分所述碎片轨道元素并且从机载传感器或存储的机载数据中接收部分所述卫星轨道元素数据，并且其中，所述星历处理器适用于从一个或更多地面站接收部分所述碎片轨道元素数据并且从一个或更多地面站接收部分所述卫星轨道元素数据。

6.根据权利要求1所述的卫星系统，其中，所述碰撞计算器在与与所述块碎片相关联的所述轨道、尺寸和/或速度数据相关联的测量的不确定的基础上确定对于每块块碎片的碰撞可能性。

7.根据权利要求1所述的卫星系统，其中，所述碰撞计算器进一步提供输出结论，所述输出结论示出了在某个将来时间一块碎片与所述卫星在经历轨道改变避让操纵之后的可能的未来位置之间是否发生碰撞。

8.根据权利要求1所述的卫星系统，其中，所述碰撞计算器保持用于所述卫星的轨道操纵避让选择矩阵，其中，每个矩阵元素包括碎片碰撞风险评估和针对每个操纵选择所需的机载燃料量以及所述卫星在每个可能的避让操纵之后的运营性能。

9.根据权利要求1所述的卫星系统，其中，所述碰撞计算器适用于确定与轨道碎片的碰撞的可能性是否低于预定阈值，并且提供包括忽略结论在内的至少一个结论。

10.根据权利要求1所述的卫星系统，其中，所述卫星避让轨道处理器进一步适用于，根据完全取决于每个轨道操纵选择的一个或更多卫星运营性能参数，从矩阵中选择轨道操纵选择的解决方案集。

11.根据权利要求1所述的卫星系统，其中，所述卫星避让轨道处理器进一步适用于，根据完成新轨道避让解决方案所需的最小燃料的计算，从矩阵中选择轨道操纵选择的解决方案集。

12.根据权利要求1所述的卫星系统，其中，所述系统包括用于执行与一个或更多块碎片相关联的计算的碎片追踪停歇时间，并且根据碎片的位置和速度将计算按照优先级排序。

13.根据权利要求9所述的卫星系统，其中，从包括所述轨道碎片追踪装置、轨道确定处理器、碰撞计算器和动作处理器的群组中选择的卫星系统适用于，根据所述忽略结论对与忽略物体相关联的全部或者部分数据进行忽略。