1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春30033
2 中国科学院大学，北京100049
3 吉林省智能波前传感与控制重点实验室，吉林长春100
4 中国人民解放军63768部队，陕西西安710200
大视场光学望远镜是中高轨目标搜索的重要设备，在搜索图像中除中高轨目标外还存在恒星目标，对恒星目标进行辨识与抑制是中高轨目标检测的必要环节之一。考虑银道面附近天区、曝光时间差异以及多云遮挡等因素的影响，图像中的星场密度变化区间非常大，传统的恒星辨识方法在计算准确性与实时性方面均存在局限性，导致恒星虚警、计算超时等情况的发生。为解决该问题，提出了一种基于惯性坐标时域相对不变性的恒星辨识与抑制方法。推导了地平坐标系与惯性坐标系的数学转换关系，并由此构建了恒星辨识模型；在不同的静态系统误差条件下，量化分析了恒星目标的惯性坐标时域相对不变性；最后，开展了恒星辨识与抑制算法的仿真与实验验证。仿真与实验结果表明：在时间间隔为10 s、静态系统误差为10″的条件下，恒星的惯性坐标最大相对差异为0.51″（赤经），0.16″（赤纬），其时域相对不变性满足恒星辨识需求，辨识过程完全不依赖星场密度。经100圈次中高轨目标实测图像验证，本文方法未出现恒星虚警及中高轨目标检测缺失的现象。
目标检测 恒星辨识与抑制 中高轨目标搜索 惯性坐标系 target detection identification and suppression of stars search of GEO and MEO inertial coordinate system
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 激光与物质相互作用国家重点实验室，吉林 长春 130033
3 中国空间技术研究院 钱学森空间技术实验室，北京 100094
针对高轨抵近威胁在轨自主感知问题，总结归纳了地球同步轨道空间态势感知计划的发展历程、平台情况、轨道特性、任务操控、总体指标；分析了GSSAP (Geosynchronous Space Situational Awareness Program)卫星的抵近观测成像模式，提炼出绕飞成像、掠飞成像在轨运行模式，深入研究了近年来GSSAP卫星两行轨道数据，结合我国高轨卫星的轨道信息，挖掘出GSSAP对我国高轨卫星的数十次潜在的抵近侦察活动；基于实测数据分析了GSSAP-4抵近实践-20卫星的整个过程，计算出二者的相对距离、太阳相位角等信息，在距离为10~133 km、太阳相位角为44.67°~134.37°的条件下，对GSSAP的光电载荷进行了成像效果仿真。结果表明：GSSAP对我国GEO (Geosynchronous Orbit)卫星执行了多次抵近监视，在口径为500 mm，F数为10，像元间距为6.5 μm，像素规模为1024×1024，积分时间为20 ms时，GSSAP在顺光观测条件下，可以对目标进行高分辨率的精细化成像，能够看清目标的细节信息，对我国GEO高价值资产带来严重威胁。
高轨态势感知 GSSAP卫星 抵近观测 绕飞成像 掠飞成像 太阳相位角 geosynchronous situational awareness GSSAP satellite close-in observation fly-around imaging fly-by imaging solar phase angle 红外与激光工程
2023, 52(4): 20220759
中国空间技术研究院西安分院，西安 陕西 710100
自由空间激光通信技术长期以来都是卫星通信和载荷技术领域的研究热点，具有大带宽、高速率等特点。高轨中继卫星是星间数据传输的骨干节点，随着激光通信技术的成熟，激光通信链路已成为国内外高轨中继卫星数据传输的可靠途径。对国内外高轨卫星激光中继链路的最新发展动态及其未来发展规划进行综述，该综述为我国建设空间激光信息网络提供参考。
光通信 自由空间激光通信 高轨卫星 激光中继链路 激光通信终端 激光与光电子学进展
2021, 58(5): 0500001
针对当前各种高轨飞行器对导航需求日益增强的情况, 提出一种导航星座对高轨特定目标飞行器进行导航的方法。该方法需要在导航星座卫星配备全数字相控阵天线与指向可调的高增益导航天线。相控阵天线接收目标飞行器发射的用于波达方向( DOA)估计的信号, 并对该信号的DOA进行估计, 使距飞行器较近的多个导航星座卫星估计得到飞行器相对于自身的相对方向。以该方向为基础, 导航卫星可以调节自身的高增益导航天线并使其指向特定目标飞行器, 发送导航电文信息, 从而使导航星座自主实现对高轨目标飞行器的导航任务。假定导航卫星相控阵天线装配于卫星对天面上, 以此为基础对同步轨道的目标飞行器同导航星座各卫星相控阵天线的可见性进行了仿真分析, 并在目标可见的基础上对二维 DOA估计精确度进行了计算, 验证了方法的可行性。
波达方向 导航 相控阵天线 高轨 Direction of Arrival(DOA) navigation Phased Array Antenna(PAA) high earth orbit 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(2): 227
良好的接地设计是卫星系统性能稳定、安全可靠的重要保障。简要介绍了几种卫星上常用的接地方式,分析了国内外卫星接地现状及其原因。针对高轨卫星在轨运行环境中存在的严重的充放电效应和内带电效应,详细分析并设计了一种高轨卫星接地方案。经北斗二代导航卫星地面试验及在轨飞行验证,星上各单机工作稳定正常,该接地设计可靠有效。
接地设计 卫星 高轨 北斗二代导航 grounding design satellite high-orbit beidou 2nd generation navigation
高轨光学监视平台具有获取高轨空间目标态势信息的优势。本文主要研究基于高轨光学监视平台的空间目标的改进轨道确定算法和精度评定方法，分析了高轨光学监视平台对高、中、低轨三类典型空间目标的定轨精度，用观测值残差和估计参数协方差两种方法对定轨精度进行评定，并讨论光学观测误差对定轨结果的影响。通过仿真实验可以得出，高轨光学监视平台对这三类空间目标的定轨误差都在千米级，观测系统误差是定轨误差的主要来源。
高轨监视平台 光学传感器 空间目标 轨道确定 仿真 high-orbital surveillance platform optics sensor space objects orbit determination simulation
1 中国科学院国家天文台,北京 100012
2 浙江工业大学 理学院,浙江 杭州 310032
3 中国科学院 研究生院,北京 100049
利用光照反射模型分析中高轨人造卫星测光特性,以不同形状特性、姿态稳定方式和技术状态的中高轨人造卫星为研究样本,进行可见光波段的时间序列测光观测,并给出了卫星视星等斜距改正和相位角计算的方法。首先,利用球状卫星测光特性实验数据验证了其镜面反射和漫反射光变特性理论模型计算结果,并进一步探讨了复杂形状卫星的光变特征。其次,分别对类柱状受控卫星和失控卫星的理论模型计算结果和实验观测数据进行对比分析。实验结果表明,卫星光变曲线与卫星物理特性,如生存状态、形状特性、姿态稳定方式等相关,可为分析卫星的技术状态及其历史演化过程提供判定依据。
光学测量 测光特性 中高轨 人造卫星 光反射模型
