1 北京控制工程研究所，北京 100190
2 航天东方红卫星有限公司，北京 100094
针对空间碎片天基观测量与编目数据库在轨关联难题，建立天基光学相机对空间碎片的观测模型，分析在轨应用环境对观测信息的影响，基于碎片轨迹一致性检测设计识别方法。为适应在轨应用的需求，提出了DTW与轨迹形貌差异量化检验融合的空间碎片识别方法。首先，依据DTW原理筛选出与待检测真实轨迹形貌最接近的预报轨迹；进一步，将初选相似轨迹之间的形貌差异量化为轨迹间总误差的标准差；最后，通过统计量检验实现轨迹一致性确认，轨迹一致则碎片成功识别。对所提出方法与轨迹直线拟合参数误差检验识别法进行碎片识别稳定性的仿真与实验对比。结果表明：DTW与轨迹形貌差异量化检验融合识别法是一种更稳定的碎片识别方法，对仿真及实验中的全部碎片及低轨卫星均能实现稳定识别，较轨迹直线拟合参数误差检验识别法稳定性明显提升。文中提出方法具有不受碎片运动特性、观测环境等因素影响的特点，可在卫星感知与防护领域广泛应用。
空间碎片 天基观测 轨迹一致性检测 统计量检验 space debris space-based observation trajectories consistency detection statistical testing 红外与激光工程
2022, 51(11): 20220076
伴随着航天技术井喷式发展和太空力量的迅猛推进，人类在太空的活动越来越频繁，期间产生了数量庞大的空间碎片，严重威胁了在轨航天器与航天员的安全。为应对空间碎片带来的潜在危险，快速观测空间碎片状态，获取尺寸、外形、运动状态等特征信息尤为重要。本文对现有的天基空间碎片观测系统及其技术手段进行了归纳与总结，并提出若干发展建议，探究天基空间碎片观测手段的发展趋势，为构建未来天基空间碎片的观测系统提供参考。
测量 空间碎片 天基观测 发展趋势 光学学报
2022, 42(17): 1712002
1 哈尔滨工业大学 空间光学工程研究中心, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 北京跟踪与通信技术研究所, 北京 100094
3 南京航空航天大学 航天学院, 江苏 南京 210016
针对天基观测复杂环境下空中弱小目标远程广域探测的需求, 立足于天基光学探测链路, 分析太阳光照、云层及地表等复杂背景环境与目标辐射的相互作用机理, 在此基础上提出影响天基目标光学特性的探测场景环境要素; 然后结合目标的可探测性表征, 分析在不同探测谱段情况下, 不同光照、地表背景类型及云层等复杂环境要素对目标可探测性的影响规律; 最后以某典型目标为例, 结合现有的目标特性认知与理论建模, 分析得出复杂环境要素的影响排序, 并根据目标信杂比随谱段的变化特性, 提出探测谱段的优选建议, 为我国隐身/反隐飞行器设计、探测系统设计及信息处理算法优化提供理论依据与科学指导.
天基观测 复杂环境 空中弱小目标 可探测性分析 探测谱段优选 space-based observation complex environment aerial weak and small targets detectability analysis detection spectral optimal selection
1 海军航空工程学院 控制工程系, 山东 烟台 264001
2 中国国防科技信息中心, 北京 100142
天基观测平台下弱小目标的检测是分析空间安全的重要研究内容。由于空间中存在大量外观与目标相似的恒星导致可利用空间分布信息缺乏; 观测平台的不规则性运动导致帧间成像差异, 都使得开发自动快速处理算法的难度增加。在分析星空图像模型的基础上, 提出了一种基于三角形匹配和最大值投影的小目标检测方法。首先通过特征三角形对序列图像进行配准, 并采用星点坐标矩阵的方法减小计算量。然后针对序列帧所有图像, 采用最大值投影变换的方法, 检测运动的小目标。最后通过200帧观测图像对算法进行验证, 实验表明该方法能实时、准确地对目标进行检测, 同时可以精确地定位目标质心。
天基观测 目标检测 三角形匹配 最大值投影 space-based observation target detection triangle matching maximum projection 红外与激光工程
2016, 45(11): 1104002
1 中国国防科技信息中心，北京 100142
2 海军航空工程学院，山东烟台 264001
针对天基观测星图的特点，分析了星空背景下运动小目标检测算法超时和虚警率过高的原因，引入并改进了 MTI滤波器对序列星图进行处理，避免了恒星识别的繁重计算；改进了小目标关联算法结构，在精确度较高的情况下较大范围地提高了算法效率。实验结果表明，改进算法耗时大大减少，能够有效控制算法超时和虚警率过高的风险，满足天基观测星图运动小目标轨迹检测的工程实际需要。
天基观测星图 算法超时 虚警过高 目标轨迹检测 space-based starry images algorithm timeout high false alarm objects orbits detecting
利用在轨目标、观测卫星、地球、太阳以及月球之间的几何关系,综合考虑地球遮挡与地光条件、地影条件、日光条件与月光条件,本文推导出目标对于观测卫星的光学可见性判断模型,并建立了天基光学观测可见性预报方法。仿真实验结果表明,地球遮挡与地光条件是影响天基空间目标光学可见的最主要因素;在可见时间方面,天基空间目标光学监视系统对低轨目标的监视能力有限,而对高轨目标具有良好的监视性能。
空间目标监视 天基观测 可见性分析 地光 地影 space-based surveillance space-based observation visibility analysis earth light earth eclipse
