利用全天光学观测对近地轨道卫星进行自动定轨与预报
天体物理仪器与方法
2020-04-20 v1
摘要
我们利用一套现有的机器人式多镜头全天相机系统，配合专用数据处理流水线，自动确定近地轨道（LEO）卫星的轨道参数。每台固定相机的视场为 53×74 度，而五台相机组合可覆盖距地平线 20 度以下的整个天空。每台相机每 6.4 秒拍摄一幅图像，随后图像被自动处理并存储。我们开发了一套自动数据处理流水线，可识别卫星轨迹至像素级精度（∼0.02 度），并利用其端点以标准化两行根数（TLE）形式确定轨道要素。这些例程使用了 Hough 变换与 Ransac 方法等现有算法，可应用于任何光学数据集。对于 TLE 未知的卫星，我们至少需要两次飞越才能准确预报下一次飞越。已知 TLE 可通过每次过境进行精化，以改进碰撞检测或轨道衰减预报等。在 current 数据分析中，我们聚焦于 LEO 卫星，在黄昏期间能够恢复 50% 至 80% 的已知过境。我们已探测到视星等低至 7 等的 LEO 卫星。更高的目标（直至地球同步轨道）已被目视观测到，但当前未被我们的处理流水线自动捕获。我们预期，随着数据处理进一步改进，并可能采用更长积分时间和/或不同光学系统，该仪器装置可用于跟踪直至地球同步轨道的相当大比例卫星。
引用
@article{arxiv.2004.08137,
title = {Using all-sky optical observations for automated orbit determination and prediction for satellites in Low Earth Orbit},
author = {T. P. G. Wijnen and R. Stuik and M. Rodenhuis and M. Langbroek and P. Wijnja},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.08137},
year = {2020}
}
备注
Proc. 1st NEO and Debris Detection Conference, ESA Darmstadt, Germany, 22-24 January 2019, 7 pages, 6 figures