[发明专利]空间碎片自感知系统及方法、卫星系统

说明书

本发明提供了一种空间碎片自感知系统及方法、卫星系统，所述空间碎片自感知系统安装在一主星上，所述空间碎片自感知系统包括观测装置、信息处理模块与转向机构，所述观测装置安装在所述转向机构上，所述转向机构带动所述观测装置转动；所述观测装置对全方位的宇宙空间的空间碎片进行搜索，并将搜索结果发送至所述信息处理模块，所述信息处理模块根据所述搜索结果判断是否有所述威胁空间碎片，若有，则所述观测装置对所述威胁空间碎片进行跟踪，并将所述跟踪结果发送至所述信息处理模块；所述信息处理模块根据所述跟踪结果判断是否需要所述主星躲避所述威胁空间碎片，若是，则提醒所述主星进行躲避；所述信息处理模块控制所述转向机构的转动。

技术领域

本发明涉及航天器技术领域，特别涉及一种空间碎片自感知系统及方法、卫星系统。

背景技术

太空中空间碎片数量每年在大幅增长，特别是近几年来碎片数量急剧增加，对在轨航天器安全运行构成了严重威胁和破坏，且一旦发生碰撞产生的残骸和碎片将会造成更恶劣的空间环境，对航天活动的安全造成更大的威胁。目前，在轨物体中94％都属于无使用价值的空间碎片。空间碎片常规的监测手段可分为地基监测和天基监测两类，地基观测易受气象、地理位置以及时间的限制，存在监视范围受限、探测时效性不强、数据更新率较慢、且目前地基只能对厘米级及更大尺寸的碎片进行观测、跟踪，而小尺寸的空间碎片(10cm)则只能通过天基探测的手段进行观测。天基空间碎片监视采用一颗或几颗观测卫星进行空间布局，对其视场范围内的空间碎片进行观测，并将观测信息发送给其他航天器，这种方法具有机动灵活、不受疆域和气象条件限制、可近距离详细观测小尺寸的空间碎片的特点，观测数据精度更高。但是，天基空间碎片监测无法实时、全天时、全天域地追踪空间在轨物体，更无法获知第一手的空间威胁碎片的轨道信息。因此，为了保障航天活动的安全，迫切需要发展航天器空间碎片自感知的方法和系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空间碎片自感知系统及方法、卫星系统，以解决空间碎片监测无法实时、全天时、全天域地追踪空间在轨物体的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种空间碎片自感知系统，所述空间碎片自感知系统安装在一主星上，所述空间碎片自感知系统包括观测装置、信息处理模块与转向机构，其中：

所述观测装置安装在所述转向机构上，所述转向机构带动所述观测装置转动；

所述观测装置对全方位的宇宙空间的空间碎片进行搜索，并将搜索结果发送至所述信息处理模块，所述信息处理模块根据所述搜索结果判断是否有所述威胁空间碎片，若有，则所述观测装置对所述威胁空间碎片进行跟踪，并将所述跟踪结果发送至所述信息处理模块；所述信息处理模块根据所述跟踪结果判断是否需要所述主星躲避所述威胁空间碎片，若是，则提醒所述主星进行躲避；

所述信息处理模块控制所述转向机构的转动。

可选的，在所述的空间碎片自感知系统中，所述信息处理模块根据所述搜索结果解算出所述空间碎片的方位，计算出所述空间碎片的脱靶量。

可选的，在所述的空间碎片自感知系统中，所述信息处理模块将所述空间碎片的脱靶量发送至所述转向机构，所述转向机构将所述观测装置对准所述空间碎片进行自闭环跟踪，得出包含所述空间碎片的连续帧图像，所述信息处理模块根据包含所述空间碎片的连续帧图像，得出所述空间碎片的目标尺寸、运动方位角以及亮度特征变化，第一次判断所述空间碎片是否为所述威胁空间碎片，

若是，则所述观测装置继续对准所述威胁空间碎片进行自闭环跟踪；

若否，则所述信息处理模块控制所述转向机构转动，带动所述观测装置继续对全方位的宇宙空间的空间碎片进行搜索。

可选的，在所述的空间碎片自感知系统中，所述跟踪结果包括所述空间碎片与所述主星之间的距离、所述空间碎片在视场中的方位角、所述空间碎片在视场中的俯仰角，以及所述空间碎片与所述主星的相对速度。