留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

空间碎片激光测距系统研究

董雪,  韩兴伟,  宋清丽,  梁智鹏,  范存波,  张海涛

downloadPDF
文章导航 > 红外与激光工程  > 2016 >  45(S2): 35-40
董雪, 韩兴伟, 宋清丽, 梁智鹏, 范存波, 张海涛. 空间碎片激光测距系统研究[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(S2): 35-40. doi: 10.3788/IRLA201645.S229002
引用本文: 董雪, 韩兴伟, 宋清丽, 梁智鹏, 范存波, 张海涛. 空间碎片激光测距系统研究[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(S2): 35-40. doi: 10.3788/IRLA201645.S229002
shu
Dong Xue, Han Xingwei, Song Qingli, Liang Zhipeng, Fan Cunbo, Zhang Haitao. Research of space debris laser ranging system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(S2): 35-40. doi: 10.3788/IRLA201645.S229002
Citation: Dong Xue, Han Xingwei, Song Qingli, Liang Zhipeng, Fan Cunbo, Zhang Haitao. Research of space debris laser ranging system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(S2): 35-40. doi: 10.3788/IRLA201645.S229002
shu

空间碎片激光测距系统研究

doi: 10.3788/IRLA201645.S229002
  • 1.

    中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站,吉林 长春 130000

基金项目: 

国家自然基金青年基金（11303063）;国家自然基金天文联合基金（U1431121）

详细信息
    作者简介:

    董雪(1981-),女,博士,主要从事激光测距技术方面的研究。Email:dongx@cho.ac.cn

  • 中图分类号: P228.5

Research of space debris laser ranging system

  • 1.

    Changchun Observatory,Nation Astronomical Observatories,CAS,Changchun 130000,China

  • 摘要: 为了对空间碎片进行有效监测，基于60 cm卫星激光测距系统，利用实时时间偏差修正及目标闭环跟踪、激光出射方向控制、预报实时修正等技术，建立了与卫星激光测距并置观测的空间碎片激光测距（Debris Laser Ranging，DLR）系统，实现了高重复频率空间碎片常规观测。长春站在26个观测日里获得有效数据466圈，其中晨昏数据26圈，观测高度角范围19~87，测距精度可达1.0 m（RMS），测距范围400~1 800 km，观测的雷达散射截面（RCS）最小可达0.9 m2。与国内外DLR台站性能比较，长春站高重复频率DLR系统精度高、观测距离范围大、RCS较小、回波数据多，观测数据稳定可靠，已经达到国际领先水平。该系统可还用于高层大气、高轨道小尺寸空间碎片监测、多手段观测技术联合等应用的研究。
    Abstract: In order to monitor the space debris effectively, on the basis of 60 cm satellite laser ranging (SLR) system, the high repetition space debris laser ranging system was established with the multiple technologies, such as the real-time modification of time offset, the closed-loop tracking of debris target, the direction control of laser beam, the real-time correction of satellite forecast and so on, which was colocation observed at space SLR system. In 26 observation days, 466 passes and 26 passes in twilight were acquired, the observed elevation from 19 to 87 degree, ranging accuracy about 1 m, range from 400 km to 1 800 km, the minimum RCS can achieve to be 0.9 m2. By comparing with results from other observatories, the high repetition frequency rate DLR system has high precision, large observation range, small RCS, and more echo data, and the observed data is stable and reliable, which has reached the international advanced level.
  • [1] Wang Haifu, Feng Shunshan, Liu Youying. Introduction to Space Debris[M]. Beijing:Science Press, 2010:1-2. (in Chinese)王海福, 冯顺山, 刘有英. 空间碎片导论[M]. 北京:科学出版社, 2010:1-2.
    [2] Chen Lei, Han Lei, Bai Xianzong, et al. Orbital Dynamics and Error Analysis of Space Object[M]. Beijing:National Defence Industry Press, 2010:5-7. (in Chinese)陈磊, 韩蕾, 白显宗, 等. 空间目标轨道力学与误差分析[M]. 北京:国防工业出版社, 2010:5-7.
    [3] Carl R Maag, Sunil P Deshpande, Tim J Stevenson, et al. Orbital debris environment as measured at the Mir space station[C]//SPIE, 1996, 2864:69-75.
    [4] Wang Guoqiang, Chen Tao, Wang Jianli. The technology of detect and recognize space target using ground-based Opt-electronic system[J]. Journal of Changchun University of Science and Technology(Natural Science Edition), 2009, 32(2):197-199. (in Chinese)王国强, 陈涛, 王建立. 地基空间目标探测与识别技术[J]. 长春理工大学学报(自然科学版), 2009, 32(2):197-199.
    [5] Kirchner G, Koidl F, Friederich F, et al. Laser measurements to space debris from Graz SLR station[J]. Advances in Space Research, 2013, 51(1):21-24.
    [6] Sang J, Smith C, Zhang K. Towards accurate atmospheric mass density determination using precise positional information of space objects[J]. Advances Space Research, 2012, 49(6):1088-1096.
    [7] Myrtille L. Sebastien W, Florent D. First astrometric observations of space debris with the MEO telescope[J]. Advances in Space Research, 2011, 49(3):603-611
    [8] Gong Zizheng, Xun Kunbo, Mou Yongqiang, et al. The space debris environment and the active debris removal techniques[J]. Spacecraft Environment Engineering, 2014, 31(2):129-135. (in Chinese)龚自正, 徐坤博, 牟永强, 等. 空间碎片环境现状与主动移除技术[J]. 航天器环境工程, 2014, 31(2):129-135.
    [9] Zhao You, Fan Cunbo, Han Xingwei, et al, Design and development of optoelectronic detecting system for space debris[C]//SPIE, 2009, 7156:715600-5.
    [10] Degnan J J. Millimeter accuracy satellite laser ranging:a review[C]//Contributions of Space Geodesy to Geodynamics Technology, 1993:133-162.
    [11] Li Xu, Peng Huan, Wang Chunhui. Apd optimal gain control investigation for spaceborne laser range finder[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5):0520001.(in Chinese)
    [12] Zhai Guang, Zhao Qi, Zhang Jingrui. On-board space debris recognition and accurate positioning method[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(S1):S129001. (in Chinese)
    [13] Pan Veijin, He Qiangmin, Liu Tao, et al. Study and realization of adaptive sampling method for CCD signal[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5):0526003. (in Chinese)
  • [1] 张明亮, 温冠宇, 范存波, 关博文, 宋清丽, 张海涛, 王爽.  近红外空间碎片激光测距探测成功概率影响因素的研究 . 红外与激光工程, 2024, 53(4): 20230695-1-20230695-8. doi: 10.3788/IRLA20230695
    [2] 郭盈池, 李浪, 李晨, 高春清, 付时尧.  面向星地激光通信的大气湍流预报研究进展（特邀） . 红外与激光工程, 2024, 53(3): 20230729-1-20230729-13. doi: 10.3788/IRLA20230729
    [3] 吴凡, 翟东升, 李祝莲, 汤儒峰, 皮晓宇, 李语强.  激光测距中激光功率实时监测系统设计与实现 . 红外与激光工程, 2023, 52(10): 20230109-1-20230109-7. doi: 10.3788/IRLA20230109
    [4] 方志远, 赵明, 杨昊, 邢昆明, 王邦新, 陈剑锋, 邓旭, 程亮亮, 谢晨波.  直接测风激光雷达频率跟踪技术及对流层平流层大气风场观测 . 红外与激光工程, 2023, 52(2): 20220412-1-20220412-9. doi: 10.3788/IRLA20220412
    [5] 李响, 白东伟, 孟立新, 高亮, 安岩.  空间碎片探测与测距复合系统光学望远镜 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20200464-1-20200464-10. doi: 10.3788/IRLA20200464
    [6] 白杨, 唐伟, 徐诗月, 杨镇源, 吕明爱, 余臣, 高剑波, 郑杰, 刘亚萍, 覃颖.  激光成像雷达近程大动态范围实时高精度测距方法 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200179-20200179. doi: 10.3788/IRLA20200179
    [7] 张海涛, 李祝莲, 汤儒峰, 翟东升, 李荣旺, 皮晓宇, 伏红林, 李语强.  阵列探测技术在激光测距中的应用 . 红外与激光工程, 2020, 49(10): 20200006-1-20200006-8. doi: 10.3788/IRLA20200006
    [8] 李少辉, 周辉, 倪国强.  基于星载激光测高仪多模式回波的激光测距修正值分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1006001-1006001(8). doi: 10.3788/IRLA201759.1006001
    [9] 张忠萍, 程志恩, 张海峰, 邓华荣, 江海.  地基激光测距系统观测空间碎片及其探测能力研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 329001-0329001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0329001
    [10] 李祝莲, 张海涛, 李语强, 伏红林, 翟东升.  53 cm双筒望远镜高重频空间碎片激光测距系统 . 红外与激光工程, 2017, 46(7): 729001-0729001(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0729001
    [11] 曲世敏, 王明, 李楠.  采用数模混合双闭环方法的DFB激光器驱动电源 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1105007-1105007(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1105007
    [12] 帅红俊, 张帅, 宋建涛, 张建华.  基于光斑跟踪系统的位敏传感器误差修正 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 417002-0417002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0417002
    [13] 杜建丽, 李彬, 陈立娟, 雷祥旭, 吴满意, 桑吉章.  空间碎片精密测角和测距仿真数据定轨性能分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 229004-0229004(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0229004
    [14] 张忠萍, 张海峰, 邓华荣, 程志恩, 李朴, 曹建军, 慎露润.  双望远镜的空间碎片激光测距试验研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 102002-0102002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0102002
    [15] 刘栋, 戴聪明, 魏合理.  中高层大气CO2临边辐射院模拟与观测对比分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 211001-0211001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0211001
    [16] 李彬, 桑吉章, 宁津生.  空间碎片半解析法轨道预报精度性能分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3310-3316.
    [17] 李语强, 李荣旺, 李祝莲, 翟东升, 伏红林, 熊耀恒.  空间碎片激光测距应用研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3324-3329.
    [18] 魏合理, 戴聪明.  辐射特性测量大气传输修正研究：大气辐射传输模式和关键大气参数分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 884-890.
    [19] 魏合理, 戴聪明.  辐射特性测量大气传输修正研究：大气传输修正系统 . 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1019-1024.
    [20] 于洋, 汤心溢, 陈元林.  实时闭环红外场景仿真技术 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 15-19.
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
计量
  • 文章访问数:  502
  • HTML全文浏览量:  54
  • PDF下载量:  159
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-08-12
  • 修回日期:  2016-09-15
  • 刊出日期:  2016-12-25

空间碎片激光测距系统研究

doi: 10.3788/IRLA201645.S229002
  • 1. 中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站,吉林 长春 130000
    • 作者简介:

    董雪(1981-),女,博士,主要从事激光测距技术方面的研究。Email:dongx@cho.ac.cn

  • 收稿日期: 2016-08-12
  • 修回日期: 2016-09-15
  • 刊出日期: 2016-12-25
基金项目:

国家自然基金青年基金（11303063）;国家自然基金天文联合基金（U1431121）

  • 中图分类号: P228.5

摘要: 为了对空间碎片进行有效监测，基于60 cm卫星激光测距系统，利用实时时间偏差修正及目标闭环跟踪、激光出射方向控制、预报实时修正等技术，建立了与卫星激光测距并置观测的空间碎片激光测距（Debris Laser Ranging，DLR）系统，实现了高重复频率空间碎片常规观测。长春站在26个观测日里获得有效数据466圈，其中晨昏数据26圈，观测高度角范围19~87，测距精度可达1.0 m（RMS），测距范围400~1 800 km，观测的雷达散射截面（RCS）最小可达0.9 m2。与国内外DLR台站性能比较，长春站高重复频率DLR系统精度高、观测距离范围大、RCS较小、回波数据多，观测数据稳定可靠，已经达到国际领先水平。该系统可还用于高层大气、高轨道小尺寸空间碎片监测、多手段观测技术联合等应用的研究。

English Abstract

    全文HTML

参考文献 (13)

目录

    /

    返回文章
    返回

    版权所有 © 2019 《红外与激光工程》编辑部｜ 地址: 天津市空港经济区中环西路58号｜ 邮政编码: 300308

    津ICP备19007885号-1

    本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发    百度统计