空间科学与试验学报

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  • 地月空间碎片地基探测能力现状与启示
    李海涛, 陈少伍, 辛晓生, 徐得珍
    2023, 23(4): 1-10. https://doi.org/10.19963/j.cnki.2096-4099.2023.04.001
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    随着各国掀起了新一轮的无人和载人月球探测的热潮,月球空间变得越来越拥挤,地月空间碎片探测的需求越发强烈。本文介绍了目前环月轨道的月球碎片的基本情况,在此基础上介绍了目前国际上地月空间碎片探测的主要设备,主要包括戈尔德斯顿太阳系雷达、阿雷西博行星雷达和绿岸天文台行星雷达,并对上述的雷达系统月球碎片探测的成果进行介绍。结合我国深空测控网和射电天文观测网的主要装备的技术现状,提出了我国地月空间碎片探测装备建设的发展建议,利用深空测控网和射电天文观测网联合构建地月空间碎片地基探测系统。
  • 空间环境态势感知技术研究进展*
    侯鹏荣, 王哲龙, 武强, 仇森, 褚庆浩, 曾梓康
    2023, 23(4): 11-21. https://doi.org/10.19963/j.cnki.2096-4099.2023.04.002
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    日益增多的空间目标对近地轨道环境下的空间活动构成严重威胁。空间环境态势感知技术对于监测空间目标、评估空间事件、保障在轨安全至关重要。AI应用于空间态势感知具有独特优势,体现在对传感数据的分析、挖掘能力,对复杂多变的空间环境要素的自学习与迁移能力,以及整合先验知识和现有数据实现决策与预判能力。本文概述了AI在空间环境态势感知领域的研究进展,包括数据、感知、决策三个维度。针对空间数据的特点和空间态势感知系统面临的新挑战,提出将分布式机器学习、多智能体等AI新兴技术应用于数据共享、协同监测的新思路。
  • 太空望远镜观测调度优化研究进展
    张开元, 夏小云, 张先超, 江海, 刘静, 廖伟志
    2023, 23(4): 22-35. https://doi.org/10.19963/j.cnki.2096-4099.2023.04.003
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    随着人类对太空的持续探索,空间碎片数量不断增加,对空间碎片的观测需求也逐步增长。太空望远镜作为空间目标观测的重要设备,其性能需求也不断提高,使得观测调度变得更加困难。首先,本文列出了太空望远镜调度问题的几种典型模型和每种模型的常用求解算法,同时介绍了不同应用场景下的望远镜调度约束条件和优化目标,并对每种模型的常用算法进行了优劣分析。其次,阐述了国内外太空望远镜调度系统的发展过程及最新研究进展。最后,根据望远镜调度的研究现状,对太空望远镜调度的未来发展趋势进行展望。
  • 双星碰撞产生的两团碎片云态势与演化
    姜宇
    2023, 23(4): 36-45. https://doi.org/10.19963/j.cnki.2096-4099.2023.04.004
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    随着巨型星座的加速部署,卫星与卫星之间的碰撞风险急剧增加。为了研究双星碰撞产生的两团碎片云的态势与演化特征,本文模拟计算了双星碰撞产生的两团碎片云的态势与演化,包括碎片云产生后的整体情况、碎片态势情况,讨论了碎片云在位置空间的扩散,包括相关参数的分布特征。研究表明通过倾角矢量和地心惯性系的碎片速度聚类均可有效识别解体碎片的来源母体。研究结果可以为太空交通管理与太空安全防护提供参考建议。
  • 一种光学短弧初轨确定的轨道偏心率判定方法
    张郑元, 李彬, 赵广宇, 曾春平, 叶钊, 桑吉章
    2023, 23(4): 46-55. https://doi.org/10.19963/j.cnki.2096-4099.2023.04.005
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    超90%的近地空间目标在近圆轨道上,其余为椭圆轨道。近圆轨道的初轨确定已有许多针对性方法,这些方法在应用于大偏心率光学短弧初轨确定时,往往出现无解或错误解的问题。而无论近圆或椭圆轨道,距离搜索法和Gooding方法都可以产生一个待选解集合。分析表明,对于近圆和椭圆轨道,待选解的半长轴和偏心率的二维分布显著不同。根据这一特征,本文提出了一种针对光学短弧初轨确定的初始轨道偏心率判定方法。实验结果表明,该方法可以准确判定轨道类型为近圆或椭圆,并能估计较精确的偏心率范围,可基本解决了距离搜索法和Gooding方法等在应用于大偏心率轨道无解或错解问题,显著增加了距离搜索法和Gooding方法等初轨确定方法的轨道普适性。
  • 空间目标编目定轨理论与技术进展
    杨磊, 路毅, 刘磊
    2023, 23(4): 56-63. https://doi.org/10.19963/j.cnki.2096-4099.2023.04.006
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    根据近年文献调研,归纳总结了现有空间目标编目定轨方法的研究现状,概括了现有空间目标编目应用中面临的主要工程技术性难题。在初轨确定领域,重点对改进的Laplace法、改进的Gauss法、以及近年新提出的纯测角法开展了跟踪研究。在空间目标精密定轨领域,重点研究了事后精密定轨方法和实时精密定轨方法。在联合定轨领域,重点研究了多种观测源的联合定轨技术、基于模型的联合定轨技术、以及多源数据融合的联合定轨。通过大量文献研究,对近年来空间目标定轨理论与技术的进展和发展现状进行了总结和展望。
  • 面向空间环境治理的标准化需求研究
    张杰, 夏亚茜
    2023, 23(4): 64-69. https://doi.org/10.19963/j.cnki.2096-4099.2023.04.007
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    如何利用标准构建空间环境治理共同的规则已成为当前的热点问题。本文梳理了国内外空间环境治理及相应标准的现状,并提出了空间环境治理标准体系框架构想,为加强我国在空间环境治理的统一管理和组织协调提出建议。