立方体目标卫星的视星等特性探究

摘要

地球同步卫星和太阳同步卫星由于其特殊的轨道特性在民用、国防军事中都有广泛的应用，有巨大的研究潜力。为了实现卫星的追踪研究，需要获得目标卫星的视星等及相关光学特性。因此近年来卫星的视星等测算研究成为卫星跟踪的研究热点。
　　目标卫星的视星等光学特性是卫星跟踪的基础。本论文的研究目标是对卫星的等效视星等的测算，主要研究内容包括以下几个部分：
　　第一章分别对空间目标视星等光学特性研究的研究背景、国内外研究现状和发展趋势做了概括总结，并介绍了其在卫星追踪中的应用。
　　第二章分析了卫星观测的理论基础，建立视星等计算模型。从有效反射面积的定义出发，理论推导了视星等的计算公式。在分析视星等概念之后，对轨道定义、轨道分类、轨道六要素、两行要素等卫星轨道的基本理论做了分析，重点介绍了地球同步轨道卫星和太阳同步轨道卫星的轨道特点。然后从地球阴影、天光背景和望远镜参数对卫星的可见性进行了分析。目标卫星进入地影区会导致卫星的不可见，天光背景的强烈也同样会导致观测者无法从强烈的背景中找到我们将要观测的目标卫星，望远镜的性能参数也会直接影响实际观测到的卫星的极限星等。
　　第三章模拟了地球同步卫星的轨道，并对卫星体进行建模，计算了卫星视星等在春秋分、冬夏至四天中晚上20时到凌晨2时的变化情况，在春分晚上22时最亮，约为11.7等。
　　另外，模拟了太阳同步卫星的视星等在晨昏时刻的变化情况，模拟结果为最亮时刻大约为5.7等。比较仿真模拟的视星等结果和某真实的卫星的观测视星等，其中，仿真模拟的太阳同步卫星的外尺寸略大于某卫星，反射率也略高于某卫星，经查此真实卫星的最亮星等大约在6.5左右，与仿真结果基本吻合，仿真理论是合理的。
　　第四章提出了本论文实验设备原理。详细介绍各个组成部分和它们的作用，分别从设备平台、望远镜的CCD两个方面对实验设备做了分析，并通过光学望远镜实现了地球同步卫星的观测，对第三章的地球同步轨道卫星的视星等仿真结果做了比较验证，实验结果表明，理论模拟计算结果在误差范围内是合理的。

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第 1 章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 课题研究现状及发展趋势

1.3 课题的研究内容及成果

第 2 章 卫星观测的理论基础

2.1 卫星星等的基本概念

2.2 卫星轨道的基本概念

2.3 卫星观测可见性的理论分析

2.4 本章小结

第 3 章 卫星视星等的仿真模拟

3.1 地球同步轨道卫星的视星等模拟计算

3.2 太阳同步轨道卫星的视星等模拟计算

3.3 本章小结

第 4 章 地球同步轨道卫星的实验观测与视星等结果分析

4.1 实验装置

4.2 实验结果分析

4.3 本章小结

第 5 章 总结与展望

5.1 本文的研究工作

5.2 展望

致谢

参考文献

附 录