专利名称：空间碎片身份识别方法
空间碎片身份识别方法技术领域
本发明是一种空间碎片身份识别方法，它能够快速识别所观测的空间碎片的身份，是一种识别速度快和识别成功率高的空间碎片身份识别方法。
背景技术：
在科研、军事等许多领域，都需要对空间碎片进行监视，从而给出空间碎片的每一个瞬间在天空中的位置及其变化，确定空间碎片的运行轨道，从而获取空间碎片精确的信息，从而给在轨航天器的提供相关信息。
CCD的发明，替代了传统的照相观测，成为了空间碎片监视的有效手段之一。由于人类航天活动的增加，造成太空中的空间碎片越来越多，大于1厘米的空间碎片甚至达到了几万个，威胁到了在轨工作航天器的安全。为了获得这些空间碎片的信息，必须对其进行观测。传统的望远镜，一般只能在预报的引导下对单个空间碎片进行观测，这种观测方式已经不能适用空间碎片编目的要求。为了能够同时对进行多个空间碎片进行观测，在分析空间碎片特征的基础上，选择较为合理的观测策略进行空间碎片观测，这同时会带来一个问题是有多个空间碎片出现在观测视场，必须对这些空间碎片的身份确认。所以本方法就是基于这种背景下提出来的，它能够快速识别所观测的空间碎片的身份，而且具有识别速度快及识别成功率高的优点。发明内容
本发明一种空间碎片身份识别方法，它能够快速识别所观测的空间碎片的身份， 是一种识别速度快和识别成功率高的空间碎片身份识别方法。
完成上述发明任务的技术方案，一种空间碎片身份识别方法，其特征在于，包括以下步骤(1).制作空间碎片特征库； ⑵.确定待识别空间碎片的特征；(3).结合步骤⑴、步骤⑵所得数据的对比，进行空间碎片的身份识别。
上述三个分系统紧密配合从而完成空间碎片身份的快速识别。更优化和更具体描述以上各步骤如下(1).制作空间碎片特征库；空间碎片特征生成分系统把现有的空间碎片，根据其轨道信息，按照给定的空间碎片特征生成策略生成空间碎片特征库，供空间碎片特征识别分系统使用。
特征生成策略由已知空间碎片的轨道参数通过轨道预报生成观测设备计划观测时段的运动参数，包括轨道参数、过境时间、运动速度、飞行方向、参考视星等。这些特征数据用于观测计划实施完成后获取的实测数据的特征比对。
(2).待识别空间碎片特征确定待识别空间碎片特征确定分系统，根据给定的待识别空间碎片观测资料，按照给定的空间碎片特征确定策略，生成其特征信息，供空间碎片特征识别分系统使用。
特征确定策略由实测数据的位置测量信息通过初轨确定技术获取观测碎片的初始轨道特征，通过已知空间碎片的轨道预报参数、过境时间、飞行方向以及实际观测碎片的测量数据进行初选，确定和实际观测碎片相符的已知碎片集合，并对每个碎片和观测数据生成相应的时间误差序列和轨道面误差序列，并通过求解线性方程组，得到观测碎片和已知碎片的特征确定参数，即时间误差、时间误差变率、轨道面误差、轨道面误差变率。
⑶.空间碎片身份识别空间碎片特征识别分系统根据空间碎片特征生成分系统生成空间碎片特征库和待识别空间碎片特征确定分系统生成的待识别空间碎片的特征信息，按照给定的空间碎片身份识别策略，进行空间碎片的身份识别。
给定的空间碎片身份识别策略通过比对观测碎片和已知碎片的特征确定参数， 即时间误差、时间误差变率、轨道面误差、轨道面误差变率，确定观测碎片的身份。比对门限设置策略为时间误差小于60秒、时间误差变率小于1秒每分，轨道面误差小于0. 5度，轨道面误差变率小于1度每分。
本发明是在采用CCD照相设备的天文望远镜或者采用CCD照相设备的其他对空望远镜的观测软件系统中完成的。所涉及的“空间碎片特征生成分系统”及“待识别空间碎片特征确定分系统”可以采用现有技术中的天文望远镜的计算机观测软件系统，而在现有技术的系统中增加本发明的步骤操作部分即可。
本发明一种空间碎片识别方法，它能够根据空间碎片的观测资料，快速识别所观测的空间碎片的身份。本方法已经应用到设备研制中，实测结果表明该方法是一种识别速度快和识别成功率高的空间碎片身份识别方法，能够广泛地应用到空间碎片监测设备的研制中。
图1为各装置组合成本发明系统的示意图。
具体实施方式
实施例1，空间碎片身份识别方法，参照图1 三个分系统紧密配合从而完成空间碎片身份的快速识别。更优化和更具体描述以上各步骤如下(1).制作空间碎片特征库；空间碎片特征生成分系统把现有的空间碎片，根据其轨道信息，按照给定的空间碎片特征生成策略，生成空间碎片特征库，供空间碎片特征识别分系统使用。
特征生成策略由已知空间碎片的轨道参数通过轨道预报生成观测设备计划观测时段的运动参数，包括轨道参数、过境时间、运动速度、飞行方向、参考视星等。这些特征数据用于观测计划实施完成后获取的实测数据的特征比对。
(2).待识别空间碎片特征确定待识别空间碎片特征确定分系统，根据给定的待识别空间碎片观测资料，按照给定的空间碎片特征确定策略，生成其特征信息，供空间碎片特征识别分系统使用。
特征确定策略由实测数据的位置测量信息通过初轨确定技术获取观测碎片的初始轨道特征，通过已知空间碎片的轨道预报参数、过境时间、飞行方向以及实际观测碎片的测量数据进行初选，确定和实际观测碎片相符的已知碎片集合，并对每个碎片和观测数据生成相应的时间误差序列和轨道面误差序列，并通过求解线性方程组，得到观测碎片和已知碎片的特征确定参数，即时间误差、时间误差变率、轨道面误差、轨道面误差变率。
(3).空间碎片身份识别空间碎片特征识别分系统根据空间碎片特征生成分系统生成空间碎片特征库和待识别空间碎片特征确定分系统生成的待识别空间碎片的特征信息，按照给定的空间碎片身份识别策略，进行空间碎片的身份识别。
给定的空间碎片身份识别策略通过比对观测碎片和已知碎片的特征确定参数， 即时间误差、时间误差变率、轨道面误差、轨道面误差变率，确定观测碎片的身份。比对门限设置策略为时间误差小于60秒、时间误差变率小于1秒每分，轨道面误差小于0. 5度，轨道面误差变率小于1度每分。
权利要求
1.一种空间碎片身份识别方法，其特征在于，包括以下步骤(1).制作空间碎片特征库；⑵.确定待识别空间碎片的特征；(3).结合步骤⑴、步骤⑵所得数据的对比，进行空间碎片的身份识别。
2.根据权利要求1所述的空间碎片身份识别方法，其特征在于，空间碎片特征生成分系统、待识别空间碎片特征确定分系统及空间碎片特征识别分系统紧密配合，按照以下各步骤操作(1).制作空间碎片特征库；空间碎片特征生成分系统把现有的空间碎片，根据其轨道信息，按照给定的空间碎片特征生成策略，生成空间碎片特征库，供空间碎片特征识别分系统使用；特征生成策略由已知空间碎片的轨道参数通过轨道预报生成观测设备计划观测时段的运动参数，包括轨道参数、过境时间、运动速度、飞行方向、参考视星等；这些特征数据用于观测计划实施完成后获取的实测数据的特征比对；(2).待识别空间碎片特征确定待识别空间碎片特征确定分系统，根据给定的待识别空间碎片观测资料，按照给定的空间碎片特征确定策略，生成其特征信息，供空间碎片特征识别分系统使用；特征确定策略由实测数据的位置测量信息通过初轨确定技术获取观测碎片的初始轨道特征，通过已知空间碎片的轨道预报参数、过境时间、飞行方向以及实际观测碎片的测量数据进行初选，确定和实际观测碎片相符的已知碎片集合，并对每个碎片和观测数据生成相应的时间误差序列和轨道面误差序列，并通过求解线性方程组，得到观测碎片和已知碎片的特征确定参数，即时间误差、时间误差变率、轨道面误差、轨道面误差变率；⑶.空间碎片身份识别空间碎片特征识别分系统根据空间碎片特征生成分系统生成空间碎片特征库和待识别空间碎片特征确定分系统生成的待识别空间碎片的特征信息，按照给定的空间碎片身份识别策略，进行空间碎片的身份识别；给定的空间碎片身份识别策略通过比对观测碎片和已知碎片的特征确定参数，即时间误差、时间误差变率、轨道面误差、轨道面误差变率，确定观测碎片的身份；比对门限设置策略为时间误差小于60秒、时间误差变率小于1秒每分，轨道面误差小于0. 5度，轨道面误差变率小于1度每分。
全文摘要
空间碎片身份识别方法，其特征在于，包括以下步骤⑴制作空间碎片特征库；⑵确定待识别空间碎片的特征；⑶结合步骤⑴、步骤⑵所得数据的对比，进行空间碎片的身份识别。本发明是在采用CCD照相设备的天文望远镜或者采用CCD照相设备的其他对空望远镜的观测软件系统中完成的。本发明能够根据空间碎片的观测资料，快速识别所观测的空间碎片的身份。本方法已经应用到设备研制中，实测结果表明该方法是一种识别速度快和识别成功率高的空间碎片身份识别方法，能够广泛地应用到空间碎片监测设备的研制中。
文档编号G06K9/62GK102496029SQ20111036765
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者熊建宁, 赵长印 申请人:中国科学院紫金山天文台