基于探測數(shù)據(jù)獲取空間碎片軌道參數(shù)方法研究.pdf

1、隨著人類航天事業(yè)的發(fā)展，空間碎片環(huán)境問題日益嚴(yán)重，受到人類越來越廣泛的關(guān)注。為了保證航天器在軌安全運行，需要設(shè)計航天器防護(hù)結(jié)構(gòu)，空間碎片環(huán)境模型是設(shè)計航天器防護(hù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。由于起步比較晚，目前我國還沒有自主研發(fā)的空間碎片環(huán)境模型，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確評估在軌航天器的碰撞風(fēng)險。因此，對空間碎片環(huán)境模型的研究有非常重要的意義?？臻g碎片環(huán)境模型的建立主要依據(jù)碎片數(shù)據(jù)庫的建立和建模理論的完善，本文研究基于探測數(shù)據(jù)獲取空間碎片軌道參數(shù)分布方法，并以NaK

2、液滴（鈉鉀液滴）觀測數(shù)據(jù)為例，由NaK液滴觀測數(shù)據(jù)推導(dǎo)了NaK液滴軌道參數(shù)分布。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，通過建立波束駐留模式雷達(dá)觀測幾何模型和原位探測器探測模型研究不同軌道參數(shù)碎片探測數(shù)據(jù)分布。調(diào)研波束駐留模式雷達(dá)觀測和天基原位探測建立相應(yīng)的探測模型，探測模型可以將碎片軌道參數(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為觀測數(shù)據(jù)，統(tǒng)計不同軌道參數(shù)碎片的模擬探測數(shù)據(jù)得到軌道參數(shù)到探測數(shù)據(jù)分布的條件概率，這是由探測數(shù)據(jù)推導(dǎo)碎片軌道參數(shù)分布的基礎(chǔ)條件。

3、>　　其次，研究由探測數(shù)據(jù)獲取軌道參數(shù)分布統(tǒng)計推斷方法。分析已有條件，使用貝葉斯統(tǒng)計推斷方法，利用探測數(shù)據(jù)、碎片軌道參數(shù)先驗分布和不同軌道參數(shù)范圍碎片的探測數(shù)據(jù)分布推導(dǎo)碎片軌道參數(shù)后驗分布；討論了碎片軌道參數(shù)先驗分布的確定方法；最后用模擬算例驗證貝葉斯統(tǒng)計推斷由探測數(shù)據(jù)獲取空間碎片軌道參數(shù)的可行性和正確性。
　　最后，研究NaK液滴空間分布特性。利用NaK液滴雷達(dá)觀測數(shù)據(jù)和貝葉斯統(tǒng)計推斷方法推導(dǎo)NaK液滴軌道參數(shù)分布；使用NaK液

4、滴源模型模擬的方法推導(dǎo)NaK液滴時空分布特性；對比兩種方法推導(dǎo)得到的NaK液滴空間分布，結(jié)果顯示兩種方法所得NaK液滴軌道參數(shù)分布具有相同的分布特點。
　　本文通過對空間碎片探測原理的研究，建立波束駐留模式雷達(dá)觀測模型和原位探測器探測模型，通過模擬計算可以得到不同軌道參數(shù)碎片的模擬觀測數(shù)據(jù)分布，是后面統(tǒng)計推斷的基礎(chǔ)；將貝葉斯統(tǒng)計推斷應(yīng)用于空間碎片探測數(shù)據(jù)推導(dǎo)中，用模擬算例驗證了統(tǒng)計推斷方法的可行性和正確性；最后以NaK液滴觀測數(shù)據(jù)