基于光电阵列系统的空间碎片精密定轨应用研究

光电阵列系统具有视场大、单元众多、覆盖空域广、可靠性高、实时性好等优点，在空间碎片探测领域中具有重要的作用。首先，为了解决空间碎片关联匹配问题，采用TLE数据，配合SGP4/SDP4模型，实现了光电阵观测空间碎片的数据关联匹配。随后，研究了空间碎片弹道系数计算方法，为基于观测数据定轨结果的空间碎片平均弹道系数的计算奠定基础。最后，基于长春人卫站建设的光电阵列系统，验证其数据精度、定轨精度以及弹道系数计算精度，实验结果表明：空间碎片关联匹配成功率达到91.19%；观测精度可达7.65′′；对拥有高精度激光测距的空间合作目标Sentinel-6A和HY-2C进行基于激光测距数据的精密定轨，并以定轨结果为标准轨道，对光电阵列观测系统所得光学数据进行精密定轨和3 d预报的均方差做精度分析，三维位置精度分别为319.11 m、107.25 m，速度精度分别为0.26 m/s、0.09 m/s；计算所得目标36508弹道系数生成的新两行根数3 d预报均方根误差为746.84 m，比公开数据均方根误差748.68 m减小0.25%，两者精度相近。以上结果说明该系统基本满足常规任务需求。