应用RCS序列估计卫星自旋周期*

(1. 空军西安飞行学院，西安 710306；2. 西安卫星测控中心，西安 710043)

应用RCS序列估计卫星自旋周期*

姬伟杰**1，钟卫军2

(1. 空军西安飞行学院，西安 710306；2. 西安卫星测控中心，西安 710043)

针对空间探测任务中采用雷达散射截面积(RCS)序列估计卫星旋转周期存在的问题，建立了基于多频段RCS的卫星自旋周期估计分析模型。根据卫星的外推弹道，计算了卫星的可跟踪弧段，推导了自旋模式下卫星本体坐标系下电磁波入射角的计算公式。采用电磁场数值算法快速计算卫星的RCS，通过RCS匹配获得卫星可跟踪弧段的理论RCS序列，研究了自旋周期在RCS序列中的表现形式。仿真分析了雷达频段、采样率及弧段选择对周期估计的影响，结果表明入射角序列相对于垂直于卫星自旋轴方向变化平稳的弧段，RCS序列呈现的周期性特征显著，利用该类弧段进行卫星自旋周期估计可以得到准确的结果，证明该方法可以应用于卫星自旋周期估计。

空间探测；卫星自旋周期；RCS精确预估；轨道外推

1 引 言

随着各国航天事业的快速发展，在轨运行卫星的种类和数量迅速增加，空间环境越来越恶劣，对探测空间目标的在轨状态提出了更高的要求[1-2]。空间目标的在轨状态主要有三轴稳定、自旋稳定、重力梯度稳定、翻滚等几类，而周期是衡量自旋稳定、翻滚空间目标在轨状态的一个重要参数。

目前，利用非合作形式测量得到的特性数据估计空间翻滚目标周期的一种重要手段[3-13]。实际测量中空间翻滚目标雷达散射截面积(Radar Cross Seetion,RCS)受空间目标形状、姿态和雷达性能参数等因素影响，周期估计多根据RCS测量值的变化特征利用人工经验判别。……