多航天器协同观测来袭空间威胁

地球持续遭受来自空间的物质的轰击。大多数天然物质最终成为散落地球表面的尘埃颗粒，但已知每隔几十年就有较大天体撞击事件发生。最近一次大型撞击为车里雅宾斯克事件，其引发了相当于广岛核爆炸40倍的50万吨级爆炸。除流星外，空间资产离轨的威胁也在日益增长。面对这些迫近的空间威胁，至关重要的是拥有能够自主监视流星和再入空间碎片的一群卫星。利用多颗航天器，可对事件进行多点观测。通过多点观测，可对观测事件的位置进行三角定位。对这些目标的探测、跟踪与分析均需自主完成。我们此前的工作致力于开发若干视觉算法，包括团块检测、特征检测以及基于神经网络的图像分割分类。要实现此种多点观测，需要多颗航天器协调其动作，特别是聚焦于空间观测目标。此外，还需要通信与协调，以将新卫星纳入观测视野并移除已失去视野的其他卫星。在本文中，我们分析小型卫星的先进观测技术并详细设计其实现方案。通过本研究，我们估计了位置、速度与加速度的误差估计值。我们假定航天器使用低端至中端相机。