空间目标的光学特性分析

论文摘要

空间目标的光学特性是实现空间目标探测与识别的重要基础。本文就空间目标探测过程中目标的可见光特性及其影响因素展开讨论,在前人理论的基础上提出了新的空间目标等效视星等计算模型,直接阐述了探测器参数、轨道参数与目标视星等的关系。轨道是决定空间目标和探测器位置的重要因素,因此对各种轨道进行深入的了解是非常必要的。首先我们介绍了常用卫星轨道的定义以及六大轨道要素,并对太阳同步轨道的轨道要素之间关系进行分析。由于时间原因本文只讨论了太阳同步轨道上目标光学特性分析,因此我们对太阳同步轨道的概念和性质进行了深入的了解和讨论,得出了太阳同步轨道的特性,为轨道参数对目标亮度的影响的研究奠定了基础。在深入了解了轨道后,我们分别从探测器参数、轨道参数两个方面探讨了目标的亮度特性。在太阳常数的选取方面,我们综合参数计算和仪器测量两个方面,利用参数计算出的比例和仪器测量的全太阳辐射值得出了较为精确的可见光波段的太阳常数值。在此基础上,首先我们假设太阳入射角已知,根据信噪比的不同表达方式得出新的视星等值的数学计算模型。然后再分别从对地定向和惯性定向两个方面讨论了轨道参数、卫星姿势等对太阳入射角的影响,从而最终获得轨道参数和探测器参数组成的目标是星等数学计算模型。最后,我们针对外在干扰导致目标不可见的情况进行了详细的分析。当卫星运行于轨道上时,若受到外在干扰的直接影响或者进入地影区都将直接导致目标的不可探测。因此文章的最后详细探讨了太阳光线对观测器的直射、地球反照太阳光对观测器的直射以及地影区三个方面的影响,并分别对其进行了数学建模,从而使得该问题得到了非常直观的解决。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究状况
• 1.3 本文的研究内容及结构
• 2 轨道介绍
• 2.1 轨道分类
• 2.2 卫星轨道要素
• 2.3 太阳同步轨道
• 2.4 目标特性的输入条件
• 2.5 本章小结
• 3 空间目标可见光特性的建模与分析
• 3.1 探测器参数对目标亮度特性的影响
• 3.2 太阳在地球大气层外的可见光谱段辐照度分析
• 3.3 轨道参数对目标亮度特性的影响
• 3.4 本章小结
• 4 外在干扰的影响
• 4.1 太阳光线直射
• 4.2 地球反照
• 4.3 地影区
• 4.4 本章小结
• 5 实验结果及讨论
• 5.1 探测器与轨道参数对目标亮度的影响
• 5.2 外在干扰的影响
• 6 全文总结与展望
• 6.1 本文主要研究成果
• 6.2 需要进一步研究的工作
• 致谢
• 参考文献