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基于太阳赤纬角的地球同步轨道（GEO）空间碎片光度测量标定方法的研究

作　者: 庄诚
导　师: 隋成华
学　校: 浙江工业大学
专　业: 光学
关键词: GEO空间碎片光度测量盒状卫星相位角太阳赤纬角光变曲线
分类号: O439
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 63次
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内容摘要

基于时间(相位角)序列的光度测量是目前获取GEO空间碎片信息的主要手段,利用其非高分辨成像结果—光变曲线反演空间碎片的物理和结构特性以及研究影响光变曲线属性的因素近年来成为热点,其中光照条件的变化对以相位角为序列光变曲线的影响与标定已经引起研究者们的极大兴趣。本论文基于太阳赤纬角对光照条件表示的影响,集中研究了太阳赤纬角对GEO空间碎片光学特性的影响与标定。首先利用TracePro软件理论仿真得出太阳赤纬角对平板目标光照成像结果的影响;其次从空间碎片光学特性模拟实验出发,对圆球状目标进行光度测量研究,得出以相位角为序列的光变曲线,通过比较实验测量值与理论计算值,验证实验装置和方法的可行性;接次基于GEO卫星、太阳和观测站的空间几何关系,建立了消除太阳赤纬角对地球同步轨道(Geosynchronous Orbit,GEO)卫星光学特性影响的方法。以三轴稳定GEO盒状卫星缩比模型为研究样本,在不同太阳赤纬角下进行仿真实验光度测量,研究太阳赤纬角和相位角的空间几何关系,得出了消除太阳赤纬角对其辐亮度值以及以相位角为序列的光变曲线的影响的修正结果;最后在TracePro软件平台下验证仿真实验结果,证明了实验结果和修正理论的正确性。该实验结果和修正理论在同步静止轨道空间碎片地基光学观测中具有普遍适用性,有助于利用光变曲线反演空间碎片的物理和结构特性,对空间碎片光学特性的后续分析具有重要意义。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-16
  1.1 空间碎片的研究背景与现状  9-10
  1.2 空间碎片的光度测量  10-12
  1.3 空间碎片的光学特性分析  12-14
  1.4 本论文的选题与思路  14-16
第二章太阳赤纬角对空间碎片光学特性影响的理论研究  16-29
  2.1 GEO 空间碎片光照反射模型原理  16-20
  2.2 太阳赤纬角基础理论  20-22
  2.3 相位角基础理论  22-25
  2.4 基于太阳赤纬角的空间碎片光学特性理论研究  25-29
第三章太阳赤纬角对GEO 空间碎片光学特性影响的仿真实验与标定研究  29-61
  3.1 圆球状目标光学特性实验测量与结果分析  29-40
    3.1.1 实验装置及方法  29-30
    3.1.2 数据处理及结果分析  30-40
  3.2 光照条件季节变化中太阳赤纬角对GEO 空间碎片光学特性影响的仿真实验与标定  40-54
    3.2.1 三轴稳定卫星的姿态运动特性与稳定性  41-45
    3.2.2 观测站位于地球赤道时的仿真实验装置及方法  45-46
    3.2.3 观测站位于地球赤道时的仿真实验数据处理及结果分析  46-50
    3.2.4 观测站位于地球任意纬度时的仿真实验装置及方法  50-51
    3.2.5 观测站位于地球任意纬度时的仿真实验数据处理及结果分析  51-54
  3.3 太阳周年视运动中太阳赤纬角对GEO 空间碎片光学特性影响的仿真实验与标定  54-61
    3.3.1 太阳周年视运动概述  54-55
    3.3.2 观测站位于地球赤道时的仿真实验装置及方法  55-56
    3.3.3 观测站位于地球赤道时的仿真实验数据处理及结果分析  56-58
    3.3.4 观测站位于地球任意纬度时的仿真实验装置及方法  58
    3.3.5 观测站位于地球任意纬度时的仿真实验数据处理及结果分析  58-61
第四章基于TracePro 的仿真实验结果验证  61-65
  4.1 TracePro 软件简介  61
  4.2 基于TracePro 的太阳赤纬角对GEO 空间碎片光学特性影响的仿真实验验证  61-65
第五章总结与展望  65-67
参考文献  67-72
致谢  72-73
硕士期间发表的论文  73

基于太阳赤纬角的地球同步轨道（GEO）空间碎片光度测量标定方法的研究

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