[发明专利]一种主被动结合的空间碎片自感知系统及方法、卫星系统

权利要求书

1.一种主被动结合的空间碎片自感知系统，所述空间碎片自感知系统安装在一微纳卫星上，所述微纳卫星伴飞于一主星，其特征在于，所述空间碎片自感知系统包括超大视场可见光相机、雷达、信息处理模块与转向机构，其中：

所述超大视场可见光相机和所述雷达安装在所述转向机构上，所述转向机构带动所述超大视场可见光相机和所述雷达转动；

所述超大视场可见光相机用于对全方位的宇宙空间的空间碎片进行被动搜索，并将被动搜索结果发送至所述信息处理模块；

所述雷达用于对距离所述主星50km内的宇宙空间的具有威胁的空间碎片进行主动跟踪，并将所述主动跟踪的结果发送至所述信息处理模块；

所述信息处理模块根据所述被动搜索结果判断是否有所述具有威胁的空间碎片，所述信息处理模块根据所述主动跟踪的结果判断是否需要所述主星躲避所述具有威胁的空间碎片，若是，则提醒所述主星进行躲避；

所述信息处理模块控制所述转向机构的转动；

所述主星为被保护的航天器，所述空间碎片自感知系统与主星在宇宙空间中相对静止；

当所述信息处理模块根据空间碎片的目标尺寸、运动方位角以及亮度特征变化判断空间碎片是否存在威胁，若存在威胁则继续跟踪，包含所述空间碎片的连续帧图像得出所述空间碎片与所述主星之间的距离小于50km时，控制所述转向机构转动，带动所述雷达对准所述具有威胁的空间碎片进行主动跟踪；

若所述空间碎片与所述主星之间的距离小于20km，且所述空间碎片与所述主星的相对位置是不断靠近的，则提醒所述主星进行躲避。

2.如权利要求1所述的主被动结合的空间碎片自感知系统，其特征在于，所述被动搜索结果包括全方位连续帧图像，所述信息处理模块根据所述全方位连续帧图像剔除图像中的恒星，解算出所述空间碎片的方位，第一次计算出所述空间碎片的脱靶量。

3.如权利要求2所述的主被动结合的空间碎片自感知系统，其特征在于，所述信息处理模块将所述空间碎片的脱靶量发送至所述转向机构，所述转向机构将所述超大视场可见光相机对准所述空间碎片进行自闭环跟踪，得出包含所述空间碎片的连续帧图像，所述信息处理模块根据包含所述空间碎片的连续帧图像，得出所述空间碎片的目标尺寸、运动方位角以及亮度特征变化。

4.如权利要求3所述的主被动结合的空间碎片自感知系统，其特征在于，所述主动跟踪的结果包括所述空间碎片与所述主星之间的距离、所述空间碎片在视场中的方位角、所述空间碎片在视场中的俯仰角，以及所述空间碎片与所述主星的相对速度。

5.如权利要求4所述的主被动结合的空间碎片自感知系统，其特征在于，所述信息处理模块根据所述空间碎片在视场中的方位角、所述空间碎片在视场中的俯仰角发送至所述转向机构，所述转向机构将所述雷达对准所述空间碎片进行自闭环跟踪，得出所述空间碎片的目标尺寸、运动方位角、俯仰角以及所述空间碎片与所述主星的相对速度。

6.一种主被动结合的空间碎片自感知方法，其特征在于，所述空间碎片自感知方法包括：

空间碎片自感知系统安装在一微纳卫星上，所述微纳卫星伴飞于一主星，在所述空间碎片自感知系统中，

信息处理模块控制转向机构转动，以带动超大视场可见光相机对全方位的宇宙空间的空间碎片进行被动搜索，并将被动搜索结果发送至所述信息处理模块；

所述主星为被保护的航天器，所述空间碎片自感知系统与主星在宇宙空间中相对静止；

当所述信息处理模块根据所述被动搜索结果判断空间碎片是否存在威胁，若存在威胁则继续跟踪，当空间碎片与所述主星的距离在50km内，则雷达对宇宙空间的具有威胁的空间碎片进行主动跟踪，并将所述主动跟踪的结果发送至所述信息处理模块；

所述信息处理模块根据所述主动跟踪的结果判断是否需要所述主星躲避所述具有威胁的空间碎片，若是，则提醒所述主星进行躲避；

若所述空间碎片与所述主星之间的距离小于20km，且所述空间碎片与所述主星的相对位置是不断靠近的，则提醒所述主星进行躲避。

7.一种卫星系统，其特征在于，所述卫星系统包括如权利要求1～5任一项所述的空间碎片自感知系统与主星，所述空间碎片自感知系统安装在一微纳卫星上，所述微纳卫星伴飞于所述主星。