空军工程大学 信息与导航学院, 陕西 西安 710077
通过建立空间碎片自旋与非自旋模型, 分析了天基激光作用下碎片速度的变化规律, 在此基础上研究了激光辐照作用下空间碎片的变轨模型。通过仿真分析空间碎片的近地点与远地点高度的变化量在碎片运行轨道不同位置与高能脉冲激光作用的变化规律, 对比分析激光在不同辐照角度下与碎片作用时的降轨清理效果。研究结果表明: 天基激光清除空间碎片存在最佳作用区域, 降轨清理的最佳位置在初始真近角f=120°和f=240°位置附近; 激光作用碎片的辐照角度对碎片的降轨清理效果有较大影响, 激光在不同辐照角度与碎片作用时的降轨清理效果相对碎片轨道椭圆主轴具有对称性。
空间碎片 天基激光 降轨 冲量耦合 space debris space-based laser de-orbit impulse coupling
空军工程大学 信息与导航学院, 陕西 西安 710077
通过选取LEO区域中两种典型材料的小尺度空间碎片, 分别建立了相应的强激光与靶材的冲量耦合模型, 研究了高能脉冲激光与靶材作用下碎片速度的变化规律。在此基础上建立了激光辐照作用下小尺度空间碎片的变轨模型。通过仿真分析, 对假定功率激光器作用下两种典型材料空间碎片轨道参数的变化规律进行了数值模拟, 并讨论分析了碎片自旋角速率及不同功率的激光器对碎片清理效能的影响规律。研究结果表明, 在假定功率的天基平台激光器作用下能在一个飞行周期内辐照两种典型材料碎片达到降轨清除效果, 为天基平台激光清除空间碎片技术的应用提供了必要的理论基础。
空间碎片 天基激光 降轨 冲量耦合 space debris space-based laser de-orbiting impulse coupling 红外与激光工程
2017, 46(3): 0329004
空军工程大学 信息与导航学院, 西安 710077
为了研究小尺度空间碎片的降轨特性, 建立了空间碎片自旋与非自旋模型, 理论分析了地基激光作用下碎片速度的变化规律, 在此基础上研究了激光辐照作用下空间碎片的变轨模型。采用理论仿真的方法, 分析了在高能脉冲激光作用下空间碎片的近地点与远地点高度、半长轴及偏心率随初始真近角的变化规律。结果表明, 地基激光清除空间碎片存在最佳作用区域, 自旋碎片在初始真近角86°~151°范围内降轨效果最佳, 非自旋碎片在初始真近角130°~162°范围内降轨效果最佳。自旋空间碎片降轨效果明显优于非自旋空间碎片。
激光技术 空间碎片 地基激光 降轨 冲量耦合 laser technique space debris ground-based laser de-orbit impulse coupling
空军工程大学信息与导航学院，陕西 西安 710077
通过研究脉冲激光与铝靶碎片的膨胀运动以及冲量耦合的相互作用，仿真分析了铝靶碎片在等离子体作用下的速度和压力时空分布规律以及冲量耦合系数与激光功率密度之间的定量关系；在此基础上，建立了基于地基的脉冲激光辐照近地轨道小尺度空间碎片动力学变轨仿真模型，模拟研究了近地轨道小尺度空间碎片移除过程中轨道偏心率与近地点高度随激光脉冲数目变化的影响规律。结果表明：在最优冲量耦合系数作用下，当脉冲数目达到180次轨道偏心率为0.071时，基于此文的条件可实现近地轨道小尺度空间碎片的有效移除。预期成果可为高能激光移除近地空间碎片技术的应用提供技术指导。
地基激光 近地轨道 小尺度空间碎片 变轨模型 ground-based laser low earth orbit small scale space debris deorbit model 红外与激光工程
2016, 45(2): 0229002
针对复杂环境下多运动目标跟踪的高冲突信息组合问题, 在 DSmT的理论框架下, 提出了一种将局部冲突在局部进行分配的改进证据合并方法来研究多运动目标的跟踪问题。该方法通过深入分析冲突及其相关因素之间的关系, 将目标的位置信息与颜色信息进行融合建立起多信息合并的运动目标跟踪模型。仿真实验结果表明: 采用该方法可实现互遮挡条件下的多目标跟踪, 大大提高了复杂环境下多运动目标跟踪的有效性和稳定性, 对于高冲突证据能够获得良好的跟踪效果。
合并方法 目标跟踪 冲突信息 DSmT DSmT combination rule target tracking conflict information
