技术摘要：
本发明提供一种地球同步轨道带空间碎片观测方法，解决现有空间碎片观测系统存在观测距离远观测能力受限和近距离观测覆盖效率低，不能达到观测要求的问题。该方法包括，步骤一、根据遍历GEO轨道带一周所需周期确定观测装置的观测轨道与标准GEO轨道的高度差；步骤二、按  全部
背景技术：
地球同步轨道带(简称GEO轨道带)是指地球赤道上空35785km附近±15°倾角范围 内宽度为22077km的360°环带。该地球同步轨道带自身动力学特性赋予了其相对地表良好 的覆盖稳定性，即轨道带上的飞行器具有和地球旋转角速度相同或相近的特征，从地面上 看该轨道带上的飞行器相对地面静止，使该轨道带布置的航天器可以24小时不间断长期凝 视地面固定区域，因此，地球同步轨道带成为现代导航通信、数据中继、气象观测等领域高 价值太空资产的聚集地。但是，该轨道空间和频谱资源有限，随者越来越多的新型航天器进 入GEO轨道，导致有限的GEO轨道资源越来越紧缺。与此同时，该轨道带内的空间碎片也随之 增多，GEO轨道内的失效航天器、卫星散落组件、火箭残骸等空间碎片严重影响其他卫星的 运行安全，一旦发生碰撞，造成的新碎片数量将成指数级上涨，加剧了地球同步轨道带的环 境恶化。因此，需对地球同步轨道带的碎片进行观测，以确保其他卫星的运行安全。 目前，通过地基地球同步轨道带碎片观测系统对空间碎片进行观测，该地基地球 同步轨道带碎片观测系统的观测距离较远，至少需35785km，且其易受气象环境、站址覆盖、 光照干扰等因素影响，使得其覆盖范围、观测时效、编目数量、探测尺寸等能力受限，不能达 到观测要求。低地球轨道上的观测平台对地球同步轨道带碎片的观测系统同样难以克服距 离远、观测能力受限等问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种地球同步轨道带空间碎片观测方法，解决现有GEO空 间碎片观测系统存在观测距离远、观测能力受限或近距离观测覆盖率低，不能达到观测要 求的问题。 为实现以上发明目的，本发明的技术方案如下： 一种地球同步轨道带空间碎片观测方法，包括以下步骤： 步骤一、根据遍历GEO轨道带一周所需周期确定观测装置的观测轨道高度差； 所述观测轨道为准GEO轨道，位于地球纬度0°±0.5°的圆周上，且观测轨道与标准 GEO轨道的轨道高度差为Δh，Δh≤±2000km； 步骤二、按照遍历GEO轨道带一周可观测碎片数量最大的原则，根据遍历GEO轨道 带一周所需周期计算观测装置视场覆盖范围沿地球经度方向的张角最小值； 步骤三、根据步骤二确定的张角最小值设置观测装置的观测参数，所述观测参数 包括相机沿地球经度方向的视场覆盖角度； 步骤四、将观测装置发射至准GEO轨道上； 步骤五、观测装置在准GEO轨道上遍历GEO轨道带一周，对GEO轨道带上的空间碎片 3 CN 111581309 A 说　明　书 2/5 页 进行观测，得到空间碎片的信息。 进一步地，步骤一中，根据遍历GEO轨道带一周所需周期确定观测轨道与标准GEO 轨道的轨道高度差，具体通过式(1)计算得到； 式中，T为遍历GEO轨道带一周所需周期，秒； μ为地球引力常数； a为标准GEO轨道半长轴，千米； Δh为观测轨道与标准GEO轨道的轨道高度差，千米。 进一步地，根据遍历GEO轨道带一周所需周期计算观测装置视场覆盖范围沿地球 经度方向的张角最小值λ，具体通过式(2)计算得到； 式中，T0为标准GEO轨道上目标的运行周期，秒； T为遍历GEO轨道带一周所需周期，秒。 进一步地，步骤三中，相机视场覆盖角度通过以下方式实现：通过整个视场覆盖、 多个大视场拼接覆盖或通过一个视场扫描覆盖实现。 与现有技术相比，本发明技术方案具有如下优势： 1 .本发明地球同步轨道带空间碎片观测方法将观测装置抵近地球同步轨道带 2000km以内，通过与地球同步轨道带的相对飘飞实现对该环带空间碎片的全覆盖。相对于 地面观测站和低地球轨道观测平台，由于观测距离减少1～2个数量级，观测能力与距离平 方近似成反比，因此相同航天器规模下观测能力将大幅提升。同时，本发明方法解决了覆盖 率低的问题，可发现更多地基和低地球轨道观测系统难以观测到的小、暗、弱地球同步轨道 带空间碎片。 2.本发明地球同步轨道带空间碎片观测方法将观测装置视场覆盖范围在地球经 度方向的张角设置为不小于 时间内对应的观测装置扫过GEO轨道带的地心张角，从而能 够实现在一次遍历GEO轨道带过程中，对尽量多数量GEO碎片进行覆盖，覆盖率高。 3.本发明地球同步轨道带空间碎片观测方法能够在观测装置遍历GEO轨道带一周 的过程中实现对处于任意空间相位的GEO轨道带空间碎片的近距离观测。 附图说明 图1为本发明地球同步轨道带空间碎片观测方法工作原理图一； 图2为本发明地球同步轨道带空间碎片观测方法工作原理图二； 图3为本发明GEO碎片在地心惯性坐标系下的运动轨迹绕“8”字示意图； 4 CN 111581309 A 说　明　书 3/5 页 图4a为相位差为0πGEO碎片在 内穿越赤道面与观测装置的位置图； 图4b为相位差为1/5πGEO碎片在 内穿越赤道面与观测装置的位置图； 图4c为相位差为2/5πGEO碎片在 内穿越赤道面与观测装置的位置图； 图4d为相位差为3/5πGEO碎片在 内穿越赤道面与观测装置的位置图； 图4e为相位差为4/5πGEO碎片在 内穿越赤道面与观测装置的位置图； 图4f为相位差为πGEO碎片在 内穿越赤道面与观测装置的位置图； 图5为不同轨道高度差观测装置所需的覆盖张角示意图。 附图标记：1-标准GEO轨道，2-准GEO轨道，3-观测装置。