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空间碎片轨道确定中激光测距与角度测量数据融合分析

DOI：10.1016/j.asr.2019.11.009 期刊：Advances in Space Research 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 在空间碎片研究框架内，轨道确定过程对研究人员和卫星运营商而言都是基础性环节。精确掌握空间碎片物体的轨道参数，对于开展空间碎片特征研究及避免不必要的避碰机动至关重要。轨道确定结果的精度受多重因素影响，包括观测数据的数量、精度、类型、沿轨道的分布情况以及目标与观测者的相对几何关系。当目标轨道的观测覆盖不均匀时，通过处理不同类型的观测量可提升轨道确定精度。最新研究表明，卫星激光测距技术能有效应用于空间碎片监测。本文将探究激光测距与角度测量在轨道确定过程中的优势，分析观测数据量、轨道覆盖弧段、各类观测量及观测几何条件对参数估算的影响。最后，基于短弧段观测数据，我们评估了高密度空间碎片轨道区域的可达精度，以及数据融合对星表维护作业的影响。所有结果均采用瑞士伯尔尼大学天文研究所（AIUB）所属齐默瓦尔德光学地面站与地球动力学观测站的真实观测数据（包含角度与激光测量值），部分研究还整合了国际激光测距服务网（ILRS）其他站点提供的测距数据。
作者： E. Cordelli，A. Vananti，T. Schildknecht
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研究概述 实验方案

研究目的

研究利用激光测距和角度测量进行空间碎片轨道确定过程的优势，分析所用观测数量、覆盖的轨道弧段、各观测量以及观测几何对估计参数的影响。

研究成果

研究表明，通过融合激光测距与角度测量数据，轨道测定精度得到显著提升，尤其适用于短弧段观测。该技术优势包括提高轨道参数估算精度，并可能节省编目维护作业的时间。研究结果凸显了数据融合在空间碎片跟踪与轨道测定中的重要性。

研究不足

激光雷达技术在空间碎片领域的适用性受到激光系统视场较小、需要精确的轨道先验知识才能命中空间碎片目标以及目标需携带角反射器等因素的限制。此外，该研究依赖实际测量数据，这可能影响结论的普适性。

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