光电手段用于深空飞行器监测的研究

论文摘要

本论文采用光电手段对深空飞行器的监测进行研究,深空飞行器本身为不发光体,靠反射太阳光发亮。从辐射理论出发,根据太阳在可见光波段范围内的大气层外辐射照度理论值,推导出计算空间飞行器漫反射表面的地面照度公式,建立带太阳能帆板的柱状目标模型,以探测一号卫星和嫦娥一号卫星为例,估算其在不同位置的理论星等。在8万千米处探测一号约为17等,在38万千米处嫦娥一号约为20等。根据望远镜光学性能参数及CCD探测器的参数,推导出望远镜的极限星等的计算公式。极限星等与焦比,露光时间,信噪比等参数有关。以佘山1.56米和0.25米口径望远镜为例,计算它们可探测的极限星等。分别用漂移扫描模式,定点观测模式,跟踪恒星模式对不同目标进行观测,对观测数据处理分析,求得实际观测数据中目标的星等和定位精度,得出实测星等曲线与理论星等曲线趋势基本符合的结论。最后,外推出光电手段应用于嫦娥飞行器监测的可行性,困难在于捕获次数较少。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• §1.1 深空飞行器测控技术简介
• §1.2 国内外空间目标观测技术的发展现状
• §1.3 本论文的研究意义及其主要内容
• 第二章 空间飞行器的等效视星等估计
• §2.1 辐射的基本理论
• §2.2 太阳辐射
• §2.3 空间飞行器漫反射表面的地面照度
• §2.4 等效视星等
• §2.5 探测一号卫星星等理论值估算
• §2.6 嫦娥一号星等理论值估算
• 第三章 望远镜的极限星等估算
• §3.1 表征望远镜光学性能的物理参量
• §3.2 CCD应用系统简介
• §3.3 信噪比和极限星等的估算
• §3.4 模拟
• 第四章 实测数据处理
• §4.1 FITS文件简介
• §4.2 程序基本算法
• §4.3 探测一号卫星实测数据处理
• §4.4 同步卫星鑫诺一号的数据处理
• §4.5 低轨激光卫星的数据处理
• 第五章 总结与展望
• §5.1 总结
• §5.2 展望
• 致谢
• 参考文献