曲靖非相干散射雷达空间碎片实测数据分析

丁宗华,杨嵩,江海,代连东,唐志美,许正文,吴健

(1.中国电波传播研究所,青岛266107;2.中国科学院国家天文台,北京100012)

1 引言

非相干散射雷达是目前地面监测研究电离层空间环境的强大手段,在空间碎片等空间硬目标探测方面具有重要应用价值。国外自上世纪90年代就开展了基于非相干散射雷达的空间碎片探测研究[1-3]。由于电离层在空间分布上具有一定的球面分层均匀性,不需要像空间硬目标进行跟踪测轨,因此非相干散射雷达主要以波束驻留方式进行探测。实际上,非相干散射雷达在电离层模式下的回波数据 (如功率谱等)也可用于空间碎片检测和分析,但存在时空分辨率与测量精度低等不足[4-6],因此国外学者主要从非相干散射雷达原始采样数据出发,采用相干积累方法进行空间碎片目标检测和参数提取。丁宗华等[7-9]对利用EISCAT非相干散射雷达的原始采样数据开展空间碎片目标检测、参数提取和统计特征分析等开展了较深入研究。

在国家 “子午工程”等支持下,中国电波传播研究所于2012年在云南曲靖建成了我国首套非相干散射雷达[10],2014年12月在该雷达中频回波接口上加装了原始数据采集与信号处理系统[11],为开展自主的空间碎片探测实验研究提供了条件。

本文介绍了曲靖非相干散射雷达空间碎片数据采集与信号处理系统,结合实测数据探讨了不同条件下的空间碎片参数 (距离、速度、RCS、流量等)的统计变化特征,分析了测量误差,评估了其探测威力,对我国的空间碎片监测预警具有重要参考意义。……