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1、沈阳理工大学装备工程学院课程论文1前言随着全球太空资源开发热潮的进一步高涨和未来太空作战趋势的加剧,地球外层空间正逐步变成新的军事斗争领地。在这种新的军事斗争形式中,空间目标探测系统起着基础性和关键性的作用。空间目标主要指卫星,也包括各种空间碎片,如进入空间轨道的助推火箭、保护罩和其他物体,还包括进入地球外层空间的各种宇宙飞行物,如彗星和行星。空间目标探测系统的任务是对重要空间目标进行精确探测和跟踪,确定可能对航天系统构成威胁的目标的任务、尺寸、形状和轨道参数等重要目标特性对目标特性数据进行归类和分发。空间目标探测具有重要的军事价值,不仅可以帮助确定潜在敌人的空间能力,还可以预
2、测空间物体的轨道,对可能发生的碰撞和对己方空间系统的攻击告警等。传统的空间目标探测多采用地基光学望远镜、雷达探测器及无线电信号探测器组成的监视网,对空间目标进行探测和跟踪。这种方式的优点是技术较成熟、投资成本低,能够对空间目标进行有效地搜索和跟踪,但易受气象、地理位置和时间的限制。为了提高对空间目标的监视能力,美国、俄罗斯等国都开展了建立天基空间目标监视系统的计划。天基空间目标监视系统的优点是不受地理位置和气象条件限制,探测效果好,且战时生存能力强,但造价高,星上信息处理能力有限,功率也无法和地基监视系统相比。天基空间目标探测系统是未来进行空间目标探测和跟踪的重要发展方向。2地
3、基空间目标光电探测系统地基光电探测器实际上11沈阳理工大学装备工程学院课程论文就是用望远镜收集空间物体反射的光。像所有的望远镜一样,它们的使用是受限制的。除非这些物体自己发光,云、雾、大气污染、城市的辉光或满月时的辉光,都可能降低光学探测器的观测能力,甚至使之不能进行观测。目标的尺寸及其与地球的距离,也是限制光学探测器能力的因素。美国地基空间光电探测系统当前,美国的空间探测与跟踪系统是由遍布世界各地的雷达和光学探测器组成的监视网。组成空间监视网的各种探测器,依据其性质和隶属关系的不同,可以分为三大类:专用空间探测器、兼用空间探测器、可用空间探测器。美国的这3大类探测器共同组成了
4、一个遍布全球的地基空间目标监视网。探测距离超过36000km,对同一空间目标重复监视的时间间隔为5天。2.1地基光电深空探测系统地基光电深空探测系统(GEODSS)是美国空间测控网的重要组成部分，主要用以探测深空目标，以弥补空间探测和跟踪雷达的不足，该系统能跟踪轨道高度5600km-40000km的空间目标。地基光电深空探测系统1974年开始研制1982年完成第一套设备‘到1997年在全球先后布设了5个站,这5个站分别位于新墨西哥州的白沙靶场、印度洋英属迪戈加西亚岛、夏威夷州的毛伊岛、韩国大邱和西班牙的Moron航空基地。地基光电深空探测系统每个测站配置3台望远镜。两台主望远镜
5、口径101.6cm,焦距218cm,视场2.1；一台辅助望远镜口径38cm,焦距76cm,视场6度。主望远镜主要用于对星等较低、运动速度较慢的高轨道空间目标的搜索,并具有对夜空进行每小时2400km2探测的能力；辅助望远镜主要用于低高度大范围地对快速运动目标的搜索,具有每小时搜索15000km2的能力。地基光电深空探测系统可观测到40000km高度足球般大的物体。地基光电深空探测系统采用微光摄像技术,对空间物体反射光有良好的响应。它白天可以观测8等星的空间目标，晚上可以观测16.5等星目标。摄像器件初期用硅靶增强管,，后改用CCD器件。目标图像经摄像器件转换成数字信号并即时送计
6、算机处理和显示,，实现了准实时对空间目标的精密跟踪。每台望远镜还带有一台辐射计,用以获取空间目标的光学特征信息,这为目标识别提供了重要手段。地基光电深空监视系统可以在几秒钟之内把获取的观测数据传送到空间监测中心。11沈阳理工大学装备工程学院课程论文2.2美国MODEST空间探测系统MODEST探测是NASA对同步轨道目标的一项新的光学跟踪项目。该项目的主要目的是探测出同步轨道处尽可能小的目标数目。系统采用了密西根大学研制的望远镜(MODEST)。系统CCD是一个很薄的、背面受光的2048X2048像素的SITe阵列,视场1.3度乘1.3度。可以探测到同步轨道处直径小于20cm的
7、目标。每晚望远镜可扫描1.3度乘100度的天空带。在5min之内有多达8个独立探测器对同一疑似目标进行扫描,测出目标的亮度、位置、和角度变化等。从2001年起,这个系统就对同步轨道进行了大量的观测,测出了大量的直径小于1m的目标。因为整夜都在扫描一个相同的星区,所以系统还可以在天空亮度和大气透明度的各种变化下跟踪,因而从一整夜的各张图片就可以测到这个区域的最小可探测尺寸和最小量级的目标了,同时云的影响也被探测到和校准。晴朗的夜里系统每37.9s做一次5s的曝光,这样就基本没有间断地覆盖了1.
