近地小行星监测预警六度分析框架

近地小行星撞击是国际社会面临的共同威胁.作为来自外空的非传统类型灾害风险,其中包含着威胁整个人类文明安全的超级重大风险.通过监测预警发现并识别风险,是实施小行星防御、防范化解小行星撞击风险的前提条件.当前,经过多年持续投入和开展专用设备业务运行,人类已发现编目超过2.9万颗近地小行星,并且通过专用系统分析了它们的撞击风险.按照小行星群体分布的理论模型,还有大量可能危及人民生命财产安全、国土安全甚至是地球环境安全的近地小行星藏匿于茫茫太空之中. 2013年,俄罗斯车里雅宾斯克地区的近地小行星撞击事件发生前没有任何预警信息,表明现有小行星监测预警系统尚存在漏洞.面对人类长期可持续发展的根本需求,本文在分析近地小行星监测预警现状的基础上,围绕对近地小行星“全面监测”“精准预警”的总体要求,面向“普查编目”和“风险预警”运行场景,提出了基于“六度”(深度、广度、频度、精度、维度和速度)分析框架评估监测预警体系能力的构想,并对六度要素的内涵进行了理论探讨,冀望助力人类命运共同体构建,为我国近地小行星监测预警体系规划、论证、设计、建设和运行提供基础理论支撑.     

航天器面内机动规避最优脉冲分析

针对航天器在轨危险交会,提出了航天器面内机动最优规避分析方法,基于面内机动约束,在保证碰撞概率降低到最小值或交会距离提高到最大值的前提下得到最优的机动脉冲。首先结合轨道高斯摄动方程和泰勒展开得到解析的轨道规避机动动力学模型,分析了机动脉冲与航天器相对运动的线性关系;然后通过航天器位置协方差信息及交会平面的相对位置信息得到航天器危险交会的碰撞概率和交会距离,并采用机动方向和机动大小分步求解的策略计算机动冲量;最后通过数值仿真对面内脉冲机动规避策略进行验证,仿真结果表明所设计的面内脉冲规避策略能够得到不同时机下的最优脉冲。     

基于模糊决策的快速星图识别

空间碎片问题日益严重, 需要对其进行常态化监测。光学观测作为重要的监测手段, 需要依靠快速的光学图像处理技术, 采用天文定位方法得到空间碎片的赤经-赤纬测量信息。星图识别是天文定位的关键步骤, 直接影响着图像处理的速度和结果精度。本文提出了一种改进的基于模糊决策的快速星图识别方法, 在保持快速处理的情况下提高了星表匹配的准确性。利用新疆南山站25 cm望远镜的图像对该方法进行了测试, 取得了良好的效果, 证明了算法的有效性和稳定性。