[发明专利]一种序列等待式跟踪方法

说明书

本发明属于空间目标观测技术领域，具体涉及一种序列等待式跟踪方法。本发明将观测区域划分成一个观测序列，在各个观测等待序列中，设备静止，当前区间观测完毕后，设备再将指向移动到下一个观测序列所在的位置。在每一个观测等待序列中，即使采用长曝光成像，恒星仍能基本成圆形星象，空间目标星象有一定拖尾，取拖尾星像几何中心为目标质心可以保证目标的有校检测，最终获得高精度天文定位数据。同时，通过优化等待序列的间隔策略，兼顾了调整次数最少和每个等待序列覆盖弧段最长，既减少了设备的无效调整，又可将设备因调整导致的遗漏天区最小化。

技术领域

本发明属于空间目标观测技术领域，具体涉及一种序列等待式跟踪方法。

背景技术

空间目标泛指环绕地球运动的所有人造天体，包括在轨工作的活动卫星、失效的卫星、火箭体、操作性碎片、爆炸解体产生碎片及碰撞解体产生碎片等。随着人类航天活动的日益增加，空间目标数量飞速增加，为了航天活动的安全性，有必要对空间目标进行日常观测和编目管理。

天文望远镜在进行空间目标观测时，常用的观测模式有静止、目标自动或半自动跟踪观测。目标自动跟踪就是望远镜在观测过程中实时提取目标位置信息，并通过该信息实时调整伺服系统参数，使得观测目标时刻处于视场中心。目标半自动跟踪则是望远镜跟随引导数据进行跟踪，不需要目标信息闭环。在常规的自动跟踪或半自动跟踪模式下，望远镜一直处于跟随目标运动的状态。

对于飞行速度较快的暗弱空间目标，为了提高对目标的探测效率，通常会增加探测器的曝光时间，当目标飞行速度较快时，背景恒星会出现明显的拖尾现象，恒星目标定位精度下降将导致空间目标天文定位精度下降或天文定位失败。

发明内容

本发明的目的是，针对上述问题，提出一种适合于宽视场天文望远镜的序列等待式跟踪的观测方法，将观测区域划分成一个观测序列，在各个观测等待序列中，设备静止，当前区间观测完毕后，设备再将指向移动到下一个观测序列所在的位置。在每一个观测等待序列中，即使采用长曝光成像，恒星仍能基本成圆形星象，空间目标星象有一定拖尾，取拖尾星像几何中心为目标质心可以保证目标的有校检测，最终获得高精度天文定位数据。同时，通过优化等待序列的间隔策略，兼顾了调整次数最少和每个等待序列覆盖弧段最长，既减少了设备的无效调整，又可将设备因调整导致的遗漏天区最小化。

本发明的技术方案是：

一种序列等待式跟踪方法，用于宽视场天文望远镜对目标的观测，包括以下步骤：

S1、根据目标轨道根数以及设备站址坐标初步估算目标观测弧段相对于观测中心的起始位置坐标(A1、E1)和终止位置坐标(A_end、E_end)，定义望远镜视场为2K，基于起始位置和终止位置结合望远镜视场生成一个观测区域的等待序列，令相邻序列视场中心的间隔ΔK为：

相邻等待序列之间，方位和俯仰方向沿目标飞行方向的调整步长ΔA、ΔE分别为：

sin(ΔA)＝sin(ΔK)·sinψ/cosE_N

sin(ΔE)＝sin(ΔK)·sinE_N+sin(ΔA)·cosE_N·cosψ

其中，ψ为目标飞行轨道与水平面的夹角，；

各个序列期间的等待时间为：

其中，v为目标相对于观测站点的角速度；将望远镜指向调整到初始观测位置(A1-K、E1-K)；

S2、采用序列等待式跟踪方法对目标进行观测，具体为：