一种用于空间碎片异动感知的低功耗信标监测方法与流程

本发明涉及空间碎片监测，具体涉及一种用于空间碎片异动感知的低功耗信标监测方法。

背景技术：

1、轨道上日益增多的空间碎片已经成为影响人类进一步利用和开发空间资源的一大公害。太空“交通事故”不但会使“肇事者”和“受害方”付出惨痛的代价，其后续还会通过凯斯勒现象，大量波及其他的“无辜者”。

2、当前在空间碎片的监管、碰撞预警与协商处置方面还存在一些不足，尚缺少碎片实时监管数据库，碎片碰撞预警及规避机制也未成熟。空间碎片监管中存在的编目不多、尺寸较大、手段单一、数据库不全等问题，传统的依靠天地面态势感知系统进行的空间碎片测定轨具有：更新频率低，无法监测小碎片两大缺陷。

技术实现思路

1、本发明公开了一种用于空间碎片异动感知的低功耗信标监测方法，通过天基导引，批量释放信标单元至轨位重点区域的空间碎片上，进行空间碎片定位与监测。

2、为了达到上述的目的，本发明提供一种用于空间碎片异动感知的低功耗信标监测方法，包括：

3、步骤100、信标单元释放在重点区域后以低功耗休眠模式运行，并下传信标单元的轨道位置信息；

4、步骤200、所述信标单元监测到空间碎片入境后进入地面唤醒阶段，接收地面指令切换工作模式，并实时下传所述空间碎片位置；

5、步骤300、在监测到所述空间碎片异动时，将异动信息存储进信标单元内存中，过境入站时实时下传所述空间碎片位置。

6、进一步的，所述信标单元通过内部配置的陀螺和加速度计监测空间碎片从而进入地面唤醒阶段。

7、进一步的，所述步骤100还包括如下子步骤：

8、步骤101、释放信标单元逼近于需重点关注的空间碎片；

9、步骤102、释放到位后信标单元进行开机自检，将自身状态信息下传至地面；

10、步骤103、自检结束后，信标单元进入低功耗休眠工作模式；

11、步骤104、在低功耗休眠工作模式下，gnss默认关机，通过预先设定的程序进行时间递推，修正空间碎片轨道位置、轨道速度信息；

12、步骤105、信标单元定时下传空间碎片轨道信息：信标单元根据轨道与预存在载荷上的地面测控站信息，判断载荷是否处于地面测控范围，每次进入地面测控范围，测控发射打开，下传空间碎片时间、轨道信息。

13、进一步的，在步骤101中，所述信标单元通过母平台卫星或自主逼近方式，逼近于需重点关注的空间碎片。

14、进一步的，在步骤104中，所述设定程序设定gnss每3轨开机5分钟。

15、进一步的，所述步骤103低功耗休眠工作模式中能源控制板常开，星务计算机、gnss接收机处于待机状态。

16、进一步的，所述步骤200还包括如下子步骤：

17、步骤201、信标单元监测到空间碎片进入地面测控范围，地面发送唤醒指令至信标单元，所述信标单元测控接收机接收到所述唤醒指令后，切换为主动工作模式；

18、步骤202、信标单元记录所述空间碎片的轨道位置信息，并将所述轨道位置信息以最短时间下传地面；

19、步骤203、地面接收到所述轨道位置信息，再向所述信标单元发送休眠指令，所述信标单元切换为低功耗休眠工作模式。

20、进一步的，所述步骤300还包括如下子步骤：

21、步骤301、空间碎片发生异动，信标单元被唤醒，从自主由隐蔽工作模式转入主动传输工作模式；

22、步骤302、进入地面测控范围后，接收机和发射机开机下传空间碎片机动轨迹信息；在主动模式下，信息传输完成后，启动空间碎片机动状态监测，若一轨时间内目标星无机动，则由星务计算机主动切换至隐蔽模式。

23、另一方面，本发明还提供一种所述空间碎片低功耗信标监测单元，用于执行如上任一项所述的方法，包括：

24、电源板，用于信标单元在轨能源管理；

25、星务计算机，用于任务调度和信标数据处理；

26、加速度计和陀螺仪，用于定位被监测空间碎片的加速度和角速度变化；

27、gnss组件，用于精确定位空间碎片；

28、测控组件，用于下传异动碎片信息。

29、与现有技术相比，本发明提供的方案至少包括以下有益技术效果：空间碎片监测信标单元入境后，可经地面唤醒定期切换为主动工作模式，实时下传空间碎片位置；空间碎片异动时，信标单元主动将异动信息存储进入内存中，过境入站时实时下传空间碎片位置。空间碎片低功耗信标监测方法可作为补充手段，改善现有传统空间碎片态势感知体系更新频率低，无法监测小碎片缺点；信标单元可实现批量化部署和自组网协同，作为现有太空态势感知系统的补充手段，提升对区域内密级分布的空间碎片的态势感知能力，加速现有态势感知系统对小碎片的更新信标能力；还可以根据任务场景，用于不同尺寸的空间碎片异动监测，或者非合作目标异动监测。

技术特征：

1.一种用于空间碎片异动感知的低功耗信标监测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的用于空间碎片异动感知的低功耗信标监测方法，其特征在于，所述信标单元通过内部配置的陀螺和加速度计监测空间碎片从而进入地面唤醒阶段。

3.如权利要求1所述的用于空间碎片异动感知的低功耗信标监测方法，其特征在于，所述步骤100还包括如下子步骤：

4.如权利要求3所述的用于空间碎片异动感知的低功耗信标监测方法，其特征在于，在步骤101中，所述信标单元通过母平台卫星或自主逼近方式，逼近于需重点关注的空间碎片。

5.如权利要求3所述的用于空间碎片异动感知的低功耗信标监测方法，其特征在于，在步骤104中，所述设定程序设定gnss每3轨开机5分钟。

6.如权利要求3所述的用于空间碎片异动感知的低功耗信标监测方法，其特征在于，所述步骤103低功耗休眠工作模式中能源控制板常开，星务计算机、gnss接收机处于待机状态。

7.如权利要求1所述的用于空间碎片异动感知的低功耗信标监测方法，其特征在于，所述步骤200还包括如下子步骤：

8.如权利要求1所述的用于空间碎片异动感知的低功耗信标监测方法，其特征在于，所述步骤300还包括如下子步骤：

9.一种空间碎片异动感知的低功耗信标监测单元，其特征在于，所述空间碎片异动感知的低功耗信标监测单元用于执行如权利要求1至8中任一项所述的方法，包括：

技术总结
本发明公开了一种用于空间碎片异动感知的低功耗信标监测方法，包括：步骤100、信标单元释放在重点区域后默认处于低功耗休眠段，载荷以最低功耗维持系统运行；步骤200、所述信标单元监测到空间碎片入境后定期切换为主动工作模式，实时下传所述空间碎片位置；步骤300、在监测到所述空间碎片异动时，将异动信息存储进信标单元内存中，过境入站时实时下传所述空间碎片位置。空间碎片低功耗信标监测方法可作为补充手段，改善现有传统空间碎片态势感知体系更新频率低，无法监测小碎片缺点。

技术研发人员：傅宇蕾,顾冬晴,朱虹,徐峰,唐生勇,计佳俊,秦欢,和壮,王俊
受保护的技术使用者：上海宇航系统工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22