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空间目标视星等曲线仿真

刘燕 汶德胜 易红伟 殷勤业

刘燕, 汶德胜, 易红伟, 殷勤业. 空间目标视星等曲线仿真[J]. 空间科学学报, 2022, 42(3): 485-491. doi: 10.11728/cjss2022.03.210721079
引用本文: 刘燕, 汶德胜, 易红伟, 殷勤业. 空间目标视星等曲线仿真[J]. 空间科学学报, 2022, 42(3): 485-491. doi: 10.11728/cjss2022.03.210721079
LIU Yan, WEN Desheng, YI Hongwei, YIN Qinye. Simulation of Apparent Magnitude Curves of Space Objects (in Chinese). Chinese Journal of Space Science, 2022, 42(3): 485-491. DOI: 10.11728/cjss2022.03.210721079
Citation: LIU Yan, WEN Desheng, YI Hongwei, YIN Qinye. Simulation of Apparent Magnitude Curves of Space Objects (in Chinese). Chinese Journal of Space Science, 2022, 42(3): 485-491. DOI: 10.11728/cjss2022.03.210721079

空间目标视星等曲线仿真

doi: 10.11728/cjss2022.03.210721079
基金项目: 国家自然科学基金项目(61427811)和中国科学院青年创新促进会基金项目(1188000111)共同资助
详细信息
    作者简介:

    刘燕:E-mail:liuyan2015@opt.cn

  • 中图分类号: V19, V556.5

Simulation of Apparent Magnitude Curves of Space Objects

  • 摘要: 人类航天活动日益频繁,空间目标种类和数量不断增多,识别未知空间目标的关键特征具有重要的科学价值。本文通过辅助图形软件建模分割,获取球体、圆锥体和圆柱体带法向量的面元坐标;基于卫星仿真工具包,得到了目标轨道及位置参数,并结合双向反射分布函数各向异性Phong 模型和四元数姿态更新模型,完成了地基观测条件下4种形状空间目标的视星等仿真。仿真结果表明,目标受空间位置、形状和姿态的影响程度不同,其光度曲线具有各自特点。球体由于形状完全中心对称,光度曲线主要受空间位置的影响;圆锥体、正方体、圆柱体光度曲线的波形受形状影响较大,曲线走向受位置影响较大,波动频率受姿态角速率影响较大。通过统计分析相关数据,可为后续空间目标位置、姿态和形状的反演提供先验模型。

     

  • 图  1  形状反射模型

    Figure  1.  Shape reflection geometry

    图  2  BRDF几何关系

    Figure  2.  BRDF geometric diagram

    图  3  球形面元分割

    Figure  3.  Spherical element segmentation

    图  4  圆锥形面元分割

    Figure  4.  Conical element segmentation

    图  5  圆柱形面元分割

    Figure  5.  Cylindricall element segmentation

    图  6  相位角与视星等的关系曲线

    Figure  6.  Relation curve between phase angle and apparent magnitude

    图  7  视星等曲线

    Figure  7.  Apparent magnitude curve

    图  8  球体不同角速度下的视星等

    Figure  8.  Apparent magnitude of the sphere at different angular velocities

    图  9  圆锥体不同角速度下的视星等

    Figure  9.  Apparent magnitude of the cone at different angular velocities

    图  10  正方体不同角速度下的视星等

    Figure  10.  Apparent magnitude of the cube at different angular velocities

    图  11  圆柱体不同角速度下的视星等

    Figure  11.  Apparent magnitude of the cylinder at different angular velocities

    图  12  球体视星等波形曲线

    Figure  12.  Apparent magnitude curve of the sphere

    图  13  圆锥体视星等波形曲线

    Figure  13.  Apparent magnitude curve of the cone

    图  14  正方体视星等波形曲线

    Figure  14.  Apparent magnitude curve of the cube

    图  15  圆柱体视星等波形曲线

    Figure  15.  Apparent magnitude curve of the cylinder

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-02-08
  • 录用日期:  2022-02-25
  • 修回日期:  2022-04-01
  • 网络出版日期:  2022-05-26

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