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摘要
针对地基激光测距系统测量高轨空间碎片时测距站点分布距离受限、激光能量受大气衰减的问题,文章设计了一种高精度空间碎片激光测距卫星星座。星座部署于太空中,可确保空间碎片测距误差更小、探测距离更远。星座采用分布式三星星座设计,部署于地球静止轨道,呈等边三角形构型,两两间距约73 030km,星下点经度间隔120°。文章分析了地球遮挡引起的观测盲区,计算得到三星星座对高轨空间碎片的覆盖率约71.5%,并提出改进的3+1星座和3+2星座以提升覆盖率。文章分析了星座所携带的激光器主要参数,结果表明重复频率1kHz、单脉冲能量62.91mJ、脉宽66ns的激光器可保证测距效能。天基卫星星座分布范围广,可从不同角度获得空间碎片位置信息,从而通过位置误差交叉以缩小空间碎片位置误差,方位误差可从千米级提高至米级,提升约3个数量级。结合星座本身定位误差,文章分析得到空间碎片的综合位置误差约十米量级,比地基系统的测量位置误差提升2个数量级。高轨激光测距卫星星座有助于获得更准确的空间碎片位置信息,有效服务于空间碎片精密定轨,保障在轨航天器运行安全。
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单位北京跟踪与通信技术研究所
