多星敏感器协同观测的短弧关联算法

黄秋实，张雅声，冯 飞

(1.航天工程大学 航天指挥学院，北京 101400；2．中国人民解放军61646部队，北京 100085)

随着航天器和空间碎片的增加，日益拥挤的空间环境成为各国争相抢夺的宝贵战略资源，其中地球同步轨道(GEosynchronous Orbit，GEO)的卫星往往承担着通信、导弹预警、数据中继、广播等重要任务，具有极高的战略价值[1]。对地球同步轨道目标的监视是空间态势感知的重要一环，关系着国家的太空安全。目前，中国对地球同步轨道目标的探测及监视主要依赖于地基光学监视系统[2]，地基监视系统工作会受到大气及气象条件的影响，无法全天时观测，特别是由于地理和政治因素，中国不具备美国的全球布站条件。相比于地基观测，天基监视系统不受大气、地理位置的制约，具有观测距离远、设备复杂度低、功耗小等优势[3]。美国以光学卫星组网构建天基空间目标监视系统(Space-Based Surveillance System，SBSS)[4]，耗资巨大。中国的天基目标监视系统有待发展。基于星敏感器的空间目标泛在感知即挖掘星敏感器在定姿任务中拍摄的空间目标信息，利用在轨卫星数量多、星敏感器资源丰富的优势，在完成星敏感器定姿任务的同时实现对空间目标的监视[5]，可节约发射专用监视卫星组网的高昂成本。

图1 多星敏感器协同观测模型

星敏感器是一种高精度的卫星姿态传感器，同时具备光学元件。根据存储的星表匹配星图中的恒星，进而确定卫星的三轴姿态，定姿精度可达1″～3″。目前星敏感器仅作为姿态传感器应用于航天器。……