CN114275192B - 在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法、装置及电子设备，方法包括：基于在轨航天器的精密轨道及所有空间目标的正常编目轨道进行7天碰撞预警计算筛选出潜在危险目标，并对潜在危险目标进行加密监测；基于在轨航天器的精密轨道及潜在危险目标的加密监测后的编目轨道进行3天碰撞预警计算筛选出黄色预警目标，并对黄色预警目标进行精密监测；基于在轨航天器的精密轨道及黄色预警目标的精密监测后的编目轨道进行2天碰撞预警计算筛选出红色预警目标，并根据红色预警目标对在轨航天器进行碰撞规避处理。本发明有效避免了在轨航天器遭受空间碎片的撞击，监测过程中，合理利用了监测资源，降低了虚警率。

Description

在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法、装置及电子设备

技术领域

本发明属于航天测量与控制技术领域，具体涉及一种在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法、装置及电子设备。

背景技术

伴随人类航天活动的不断深入，地球外空间产生了大量的空间碎片。空间碎片泛指分布在航天器轨道上并丧失功能的一切有效载荷、火箭载体，以及由丧失功能的有效载荷、火箭载体相互碰撞所产生的碎片。广义来说，一切可能与目标航天器相撞的物体都可以叫做空间碎片。空间碎片围绕地球高速运转，形成了一个类似小行星带的地球外层空间碎片带。

据统计，目前直径小于1厘米的空间碎片已有几千万个，直径在1厘米至10厘米之间的空间碎片有十几万个，大于10厘米的空间碎片现在已超过20000个，截至目前，地面能观测到且面积达到或超过亚平方分米的空间目标总数约16000余个。2009年2月11日，美国铱航天器LLC公司1997年发射的“铱33”号商用通信航天器和俄罗斯1993年发射升空的“宇宙2251”号军用通讯航天器在太空相撞，这是人类历史上在轨航天器首次相撞事件，引发了各航天大国对太空碰撞事件的重视。经确认，此次碰撞产生的可探测的碎片超过1200个。厘米级以下的空间碎片也对航天器构成威胁，但主要是依靠航天器自身防护；厘米级以上的空间碎片可导致航天器彻底损坏，其破坏力之大无法依靠自身防护，只能通过轨道控制实施规避。由于空间资源的利用率越来越高，太空中空间目标(包括空间碎片和航天器)的数量剧增，航天器所在轨道的环境日益恶化，空间目标间碰撞概率越来越大。目前我国在轨航天器数量超过五百颗，其中大多数运行在中低轨道，遭受空间碎片碰撞的危险性越来越大，任一颗卫星遭受破坏都会给国民经济建设和国防安全带来不可估量的损失，为了保障航天任务的安全，减少航天器虚警带来的规避成本，有必要制定完善的组织流程与规范，建设我国碰撞预警与规避一体化系统。

但是，现在的在轨航天器碰撞预警方法，通常是仅使用空间目标的正常编目根数进行碰撞预警计算，这样容易产生大量虚警或者不必要的监测资源浪费。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供了一种在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法、装置及电子设备。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法，包括：

基于所述在轨航天器的精密轨道及所有空间目标的正常编目轨道进行7天碰撞预警计算筛选出潜在危险目标，并对所述潜在危险目标进行加密监测；

基于所述在轨航天器的精密轨道及所述潜在危险目标的加密监测后的编目轨道进行3天碰撞预警计算筛选出黄色预警目标，并对所述黄色预警目标进行精密监测；

基于所述在轨航天器的精密轨道及所述黄色预警目标的精密监测后的编目轨道进行2天碰撞预警计算筛选出红色预警目标，并根据所述红色预警目标对所述在轨航天器进行碰撞规避处理。

在本发明一个实施例中，所述基于所述在轨航天器的精密轨道及所有空间目标的正常编目轨道进行7天碰撞预警计算筛选出潜在危险目标，包括：

每天基于所述在轨航天器的精密轨道的轨道特征从所有空间目标中筛选出第一相关目标；

基于所述在轨航天器的精密轨道及所述第一相关目标的正常编目根数对所述在轨航天器与所述第一相关目标的接近情况进行分析得到对应第一预警结果；

根据所述第一预警结果筛选出满足危险预警门限的对应所述潜在危险目标。

在本发明一个实施例中，所述对所述潜在危险目标进行加密监测，包括：

利用广域搜索型设备，每天对所述潜在危险目标进行加密监测。

在本发明一个实施例中，所述基于所述在轨航天器的精密轨道及所述潜在危险目标的加密监测后的编目轨道进行3天碰撞预警计算筛选出黄色预警目标，包括：

每天基于所述在轨航天器的精密轨道的轨道特征从所述潜在危险目标中筛选出第二相关目标；

基于所述在轨航天器的精密轨道及所述第二相关目标的加密监测后的编目根数对所述在轨航天器与所述第二相关目标的接近情况进行分析得到对应第二预警结果；

根据所述第二预警结果筛选出满足黄色预警门限的对应所述黄色预警目标，并发布黄色预警事件告警。

在本发明一个实施例中，所述对所述黄色预警目标进行精密监测，包括：

利用广域搜索型设备，每天对所有黄色预警目标进行加密测量；

利用精密测量雷达，每天对所有黄色预警目标进行精密测量；其中，对所述在轨航天器与所述黄色预警目标之间不同的交会高度，每天进行不同圈数的精密测量。

在本发明一个实施例中，所述基于所述在轨航天器的精密轨道及所述黄色预警目标的精密监测后的编目轨道进行2天碰撞预警计算筛选出红色预警目标，包括：

每天基于所述在轨航天器的精密轨道及所述黄色预警目标的最新精密星历对所述在轨航天器与所述黄色预警目标的接近情况进行分析得到对应第三预警结果；

判断所述第三预警结果是否满足红色预警门限，若满足，则发布红色预警事件告警，若不满足：

则判断所述第三预警结果是否满足所述黄色预警门限，若不满足，则解除所述黄色预警事件告警，若满足，则继续基于在轨航天器的精密轨道及所述黄色预警目标的精密监测后的编目轨道进行碰撞预警计算直至避开交会时刻。

在本发明一个实施例中，所述根据所述红色预警目标对所述在轨航天器进行碰撞规避处理，包括：

对所述在轨航天器进行规避控制分析，确定是否对所述在轨航天器实施规避控制，若否，则继续基于在轨航天器的精密轨道及所述红色预警目标开展精密监测，并基于所述在轨航天器精密轨道和所述红色预警目标精密监测后的编目轨道进行碰撞预警计算，直至避开交会时刻，若是：

则结合所述在轨航天器的轨道/相位保持计划，判断轨道控制策略是否需要考虑所述在轨航天器的轨道/相位保持计划，若不需要，则确定轨道控制策略仅考虑碰撞规避事件，若需要，则确定轨道控制策略同时考虑碰撞规避事件和轨道/相位保持计划；

确定轨道控制策略后，针对航天器理论控后轨道，对所述在轨航天器与所有空间目标及所述红色预警目标进行接近情况分析，确认碰撞规避策略的安全性，判断轨道控制后2天内是否仍存在所述在轨航天器与所有空间标及所述红色预警目标近距离接近事件，若不存在，则对所述在轨航天器进行轨道控制，并对所述在轨航天器进行轨道控制效果评估，若存在，则重新确定轨道控制策略，直至轨道控制后2天内不存在任何近距离接近事件。

在本发明一个实施例中，对所述在轨航天器进行轨道控制效果评估的过程，包括：

在规定时间内采集测量数据，并根据所述测量数据确定所述在轨航天器的实际控后轨道，并对所述在轨航天器的实际控后轨道与所有空间目标进行接近情况分析，判断是否存在所述在轨航天器与所有空间目标近距离接近事件，若不存在，则解除所述红色预警事件告警，若存在，则重新对所述在轨航天器进行规避控制分析，直至所述在轨航天器无近距离接近事件。

第二方面，本发明实施例提供了一种在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警装置，包括：

第一数据处理模块，用于基于所述在轨航天器的精密轨道及所有空间目标的正常编目轨道进行7天碰撞预警计算筛选出潜在危险目标，并对所述潜在危险目标进行加密监测；

第二数据处理模块，用于基于所述在轨航天器的精密轨道及所述潜在危险目标的加密监测后的编目轨道进行3天碰撞预警计算筛选出黄色预警目标，并对所述黄色预警目标进行精密监测；

第三数据处理模块，用于基于所述在轨航天器的精密轨道及所述黄色预警目标的精密监测后的编目轨道进行2天碰撞预警计算筛选出红色预警目标，并根据所述红色预警目标对所述在轨航天器进行碰撞规避处理。

第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口、所述存储器通过所述通信总线完成相互相的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现上述任一所述的在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法步骤。

本发明的有益效果：

本发明提供的在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法，通过设置七天内无色、三天内黄色、两天内红色三种阶段，针对不同阶段危险空间目标的轨道特点，确定不同的监测策略，逐步过滤虚警信息、提高预警结果的置信度，从而有效避免了在轨航天器遭受空间碎片的撞击，监测过程中，合理利用了监测资源，降低了虚警率。

以下将结合附图及对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法中筛选出潜在危险目标的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法中筛选出黄色预警目标的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法中筛选出红色预警目标的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法中对红色预警目标进行碰撞规避处理估的流程示意图；

图6是本发明实施例提供的在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法中在轨航天器进行轨道控制效果评估的流程示意图；

图7是本发明实施例提供的一种在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警装置的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

为了保障我国在轨航天器运行安全，避免遭受空间碎片的撞击，合理利用监测资源，同时减少过多的虚警导致不必要的规避控制，从而使航天任务正常开展，本发明实施例提出了一种在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法、装置及电子设备。

第一方面，请参见图1，本发明实施例提出了一种在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法，在7天内，进行7天内无色、3天内黄色、2天内红色三种阶段的碰撞预警监测，具体包括以下步骤：

S10、基于在轨航天器的精密轨道及所有空间目标的正常编目轨道进行7天碰撞预警计算筛选出潜在危险目标，并对潜在危险目标进行加密监测。

具体而言，对于7天内无色碰撞预警监测流程，本发明实施例是基于在轨航天器的精密轨道及所有空间目标的正常编目轨道进行7天碰撞预警计算筛选出潜在危险目标，请参见图2，包括以下步骤：

S101、每天基于在轨航天器的精密轨道的轨道特征从所有空间目标中筛选出第一相关目标。

具体而言，本发明实施例基于在轨航天器的精密轨道的轨道特征选择合适的筛选策略从所有空间目标中筛选第一相关目标，所有空间目标包括空间碎片和其他在轨航天器。在轨航天器的精密轨道的轨道特征包括在轨航天器的近地点、远地点高度，以及在轨航天器的两个轨道面椭圆最小距离，根据这些轨道特征选择合适的筛选策略筛选第一相关目标，本发明实施例选择的筛选策略具体为：利用近地点、远地点高度，比如高度阈值设置为40km，进行第一次筛选，再利用两个轨道面椭圆最小距离，比如最小距离的距离阈值设置为50km，进行第二次筛选得到第一相关目标，第一相关目标的数目不局限于1个，根据实际情况可以筛选出若干个第一相关目标，对每个第一相关目标均进行如下步骤。

S102、基于在轨航天器的精密轨道及第一相关目标的正常编目根数对在轨航天器与第一相关目标的接近情况进行分析得到对应第一预警结果。

具体而言，利用现有方法，对在轨航天器与第一相关目标的接近情况进行分析得到第一预警结果。

S103、根据第一预警结果筛选出满足危险预警门限的对应潜在危险目标。

具体而言，本发明实施例从第一预警结果中筛选潜在危险目标，在筛选过程中，利用该阶段第一相关目标的轨道特点来确定危险预警门限，筛选出满足危险预警门限的潜在危险目标，潜在危险目标可能是1个或多个，此时潜在危险目标可以预示存在碰撞的可能性，但并不需要发布预警报警。其中，危险预警门限根据在轨航天器的精密轨道精度和所有空间目标的编目根数的精度而确定的。

进一步地，本发明实施例对S103筛选出的潜在危险目标进行加密监测。

具体而言，本发明实施例监测设备选用广域搜索型设备，如相控阵雷达，利用该广域搜索型设备，每天对潜在危险目标进行监测圈数不少于2圈次的加密监测。

针对S10筛选出的潜在危险目标下达补充级跟踪计划，累计跟踪测量数据，为后续进一步判断接近事件的危险程度打基础，即执行后续从潜在危险目标中筛选出黄色预警目标的过程。

S20、基于在轨航天器的精密轨道及潜在危险目标的加密监测后的编目轨道进行3天碰撞预警计算筛选出黄色预警目标，并对黄色预警目标进行精密监测。

具体而言，对于3天内黄色碰撞预警监测流程，本发明实施例是基于在轨航天器的精密轨道及潜在危险目标的加密监测后的编目轨道进行3天碰撞预警计算筛选出黄色预警目标，请参见图3，包括以下步骤：

S201、每天基于在轨航天器的精密轨道的轨道特征从潜在危险目标中筛选出第二相关目标。

具体而言，同S101，本发明实施例基于在轨航天器的精密轨道的轨道特征选择合适的筛选策略从潜在危险目标中筛选出第二相关目标。在轨航天器的精密轨道的轨道特征包括在轨航天器的近地点、远地点高度，以及在轨航天器的两个轨道面椭圆最小距离，类似于第一相关目标筛选，本发明实施例筛选第二相关目标的筛选策略具体为：利用近地点、远地点高度，比如高度阈值设置为40km，进行第一次筛选，再利用两个轨道面椭圆最小距离，比如最小距离的距离阈值设置为20km，进行第二次筛选得到第二相关目标，同第一相关目标，第二相关目标的数目不局限于1个，根据实际情况可以筛选出若干个第二相关目标，对每个第二相关目标均进行如下步骤。

S202、基于在轨航天器的精密轨道及第二相关目标的加密监测后的编目根数对在轨航天器与第二相关目标的接近情况进行分析得到对应第二预警结果。

具体而言，同S102，利用现有方法，对在轨航天器与第二相关目标的接近情况进行分析得到第二预警结果。

S203、根据第二预警结果筛选出满足黄色预警门限的对应黄色预警目标，并发布黄色预警事件告警。

具体而言，本发明实施例从第二预警结果中筛选黄色预警目标，在筛选过程中，利用该阶段第二相关目标的轨道特点来确定黄色预警门限，筛选出满足黄色预警门限的黄色预警目标，黄色预警目标可能是1个或多个，此时黄色预警目标预示存在碰撞的可能性非常大。其中，该黄色预警采用BOX距离判据，黄色预警门限根据在轨航天器的精密轨道精度和空间目标加密测量后的编目根数的精度而确定的。

筛选出黄色预警目标后，发布黄色预警事件告警，本发明实施例要求：黄色预警事件告警不晚于最近距离时刻前48小时发布。

进一步地，本发明实施例对S203筛选出的黄色预警目标进行精密监测。

具体而言，本发明实施例监测设备选用广域搜索型设备和精密测量雷达对黄色预警目标进行精密监测，具体地：利用广域搜索型设备，每天对所有黄色预警目标进行所有可见圈次的加密测量；利用精密测量雷达，每天对所有黄色预警目标进行测站不少于2个、且至少包含一次升轨和一次降轨的精密测量；其中，对在轨航天器与黄色预警目标不同的交会高度，每天进行不同圈数的精密测量，比如，当在轨航天器与黄色预警目标的交会高度为700公里以上时，对黄色预警目标进行至少4圈的精密测量，当在轨航天器与黄色预警目标的交会高度为500公里~700公里时，对黄色预警目标进行至少6圈的精密测量，当在轨航天器与黄色预警目标的交会高度为500公里以下时，对黄色预警目标进行8圈的精密测量。

针对S20筛选出的黄色预警目标下达精密跟踪计划，累计一定数量精密数据后，为下一步高置信度的碰撞预警分析做准备，即执行后续从黄色预警目标中筛选出红色预警目标的过程。

S30、基于在轨航天器的精密轨道及黄色预警目标的精密监测后的编目轨道进行2天碰撞预警计算筛选出红色预警目标，并根据红色预警目标对在轨航天器进行碰撞规避处理。

具体而言，对于2天内红色碰撞预警监测流程，本发明实施例是基于在轨航天器的精密轨道及黄色预警目标的精密监测后的编目轨道进行2天碰撞预警计算筛选出红色预警目标，请参见图4，包括以下步骤：

S301、基于在轨航天器的精密轨道及黄色预警目标的最新精密星历进行接近情况分析，得到第三预警结果。

具体而言，本发明实施例对黄色预警目标精密监测后进行精密轨道确定和轨道预报，动力学模型考虑了中心引力、地球非球形摄动、日月引力、潮汐、大气阻力等精密摄动，对于700公里以下的黄色预警目标(和航天器)，应采用当天内更新的空间环境参数。每天对所有黄色预警目标进行精密测量，测量中要求：利用精密测量雷达，每天对定轨弧段内的所有黄色预警目标进行不少于4圈次的精密测量，测站不少于2个，且至少包含一次升轨和一次降轨。利用现有方法，对在轨航天器与黄色预警目标的接近情况进行分析得到第三预警结果。根据第三预警结果来筛选红色预警目标，具体地：

判断第三预警结果是否满足红色预警门限，本发明实施例红色预警采用BOX距离与碰撞概率相结合的判据，红色预警门限根据在轨航天器精密轨道精度和空间目标精密轨道的精度而确定的，此时若第三预警结果满足红色预警门限，并复核无误后，则：

S302、发布红色预警事件告警，本发明实施例红色预警事件告警要求一般不晚于最近距离时刻前24小时发布，若黄色预警目标的精密测量数据不满足要求红色预警计算需求，红色预警事件告警的时间可顺延，但最迟不晚于最近距离时刻前12小时。而若第三预警结果不满足红色预警门限，则判断第三预警结果是否满足黄色预警门限，若第三预警结果不满足黄色预警门限，则：

S303、解除黄色预警事件告警。而当若第三预警结果满足黄色预警门限，则继续基于在轨航天器的精密轨道及黄色预警目标的精密监测后的编目轨道进行碰撞预警计算直至避开交会时刻。

进一步地，本发明实施例根据红色预警目标对在轨航天器进行碰撞规避处理。

具体而言，本发明实施例筛选出红色预警目标后，根据红色预警目标对在轨航天器进行碰撞规避处理 ，请参见图5，包括以下过程：

对在轨航天器进行规避控制分析，具体该规避控制分析包括但不限于在轨航天器自身控制能力的分析，以及在轨航天器在轨道控制后，可能会影响到卫星正常使用的分析，比如：并非所有的在轨航天器具备控制能力，在对红色预警目标进行碰撞规避处理之前，首先判断在轨航天器是否具备控制能力，对于不具备控制能力的在轨航天器，不需要进行规避处理，而对于具备控制能力的在轨航天器才进行规避处理；在轨航天器在轨道控制后，可能会影响到卫星的正常使用，相比于小概率的碰撞，本发明实施例对红色预警目标进行碰撞规避处理之前，还需要判断在轨航天器进行轨道控制后是否严重影响卫星正常使用，若轨道控制后有可能影响卫星正常使用，则可以不进行规避处理，若轨道控制后不影响卫星正常使用，才需要进一步进行规避处理。经过上述规避控制分析判断是否对在轨航天器进行碰撞规避处理，若否，则继续基于在轨航天器的精密轨道及红色预警目标开展精密监测，并基于在轨航天器精密轨道和红色预警目标精密监测后的编目轨道进行碰撞预警计算，直至避开交会时刻，若是：

则结合在轨航天器的轨道/相位保持计划，判断轨道控制策略是否需要考虑轨道/相位保持计划，由于在轨航天器自身会有定期的轨道/相位保持需求，以保证在轨航天器的正常使用，因此对红色预警目标进行碰撞规避处理之前，还可以进一步结合在轨航天器的下一次轨道/相位保持计划，判断轨道控制策略是否需要结合相应的轨道/相位保持计划，若不需要，则确定轨道控制策略仅考虑碰撞规避事件，若需要，则确定轨道控制策略同时考虑碰撞规避事件和轨道/相位保持计划。确定轨道控制策略后，针对航天器理论控后轨道，对在轨航天器与所有空间目标及红色预警目标进行接近情况分析，确认碰撞规避策略的安全性，判断轨道控制后2天内是否仍存在在轨航天器与所有空间标及红色预警目近距离接近事件，若不存在，表明该规避控制策略是安全可行的，则对在轨航天器进行轨道控制，并对在轨航天器进行轨道控制效果评估，若存在，表明该规避控制策略是不可行的，需要重新确定轨道控制策略，直至轨道控制后2天内不存在任何近距离接近事件。其中，规避控制策略的安全性判断依据可以参照3天内黄色预警门限。

进一步地，本发明实施例对在轨航天器进行轨道控制效果评估的过程，请参见图6，包括以下过程：

在轨航天器完成轨道控制之后，在规定时间内采集测量数据，比如3小时内完成测量数据采集，根据该采集的测量数据确定在轨航天器的实际控后轨道，并对在轨航天器的实际控后轨道与所有空间目标进行接近情况分析，根据分析结果判断是否存在在轨航天器与所有空间目标近距离接近事件，若不存在，则解除红色预警事件告警，若存在，则重新对在轨航天器进行规避控制分析，重复上述过程，直至在轨航天器与所有空间目标不存在近距离接近事件，不会造成碰撞。

为了验证本发明实施例提出的在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法的有效性，通过以下实验进行说明。

本发明实验过程中选用的在轨航天器基本信息如表1所示。

在S10过程中，首先，7天中每天基于在轨航天器的精密轨道的轨道特征筛选第一相关目标，筛选过程中选择合适的筛选策略，筛选得到第一相关目标，具体第一相关目标的筛选情况如表2所示，筛选后，第一相关目标占所有空间目标的比例仅剩3.6%。

接着，基于在轨航天器的精密轨道及第一相关目标的编目根数，开展接近情况分析，筛选出满足危险预警门限的潜在危险目标。本发明经过筛选共筛选出2个潜在危险目标，对应在轨航天器与潜在危险目标的接近情况如表3所示。

最后，对潜在危险目标36615、43365进行加密监测。

在S20过程中，首先，3天中的每天基于在轨航天器的精密轨道的轨道特征筛选第二相关目标，筛选过程中选择合适的筛选策略，筛选得到第二相关目标，具体第二相关目标的筛选情况如表4所示，筛选后，第二相关目标占所有空间目标的比例仅剩1.6%。

接着，基于在轨航天器的精密轨道及潜在危险目标36615、43365加密测量后的编目根数，开展接近情况分析，筛选出满足黄色预警门限的黄色预警目标，筛选结果如表5所示。可见，潜在危险目标36615、43365均进入黄色预警门限筛选为黄色预警目标。

最后，对黄色预警目标36615、 43365进行精密监测。

在S30过程中，首先，2天中的每天基于在轨航天器的精密轨道及黄色预警目标的最新精密星历，开展接近情况分析，筛选出满足红色预警门限的红色预警目标，筛选结果如表6所示。可见，仅黄色预警目标36615进入红色预警门限。

最后，对于红色预警目标36615发布红色预警事件告警，而对于黄色预警目标43365，解除黄色预警事件告警。

在S40过程中，根据红色预警目标对在轨航天器进行碰撞规避处理，包括在轨航天器碰撞规避前的规避控制分析、碰撞控制规避策略的确定、轨道控制及其安全性的确定，以及在轨航天器的轨道控制效果评估，多方面考虑实现了在轨航天器与目标36615的碰撞规避。

综上所述，本发明实施例提出的在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法，通过设置七天内无色、三天内黄色、两天内红色三种阶段，针对不同阶段危险空间目标的轨道特点，确定不同的监测策略，逐步过滤虚警信息、提高预警结果的置信度，从而有效避免了在轨航天器遭受空间碎片的撞击，监测过程中，合理利用了监测资源，降低了虚警率；同时，本发明实施例在七天内无色、三天内黄色、两天内红色三种阶段，针对不同阶段危险空间目标的轨道特点，确定不同的预警门限，进一步降低虚警率。

第二方面，请参见图7，本发明实施例提供了一种在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警装置，包括：

第一数据处理模块701，用于基于在轨航天器的精密轨道及所有空间目标的正常编目轨道进行7天碰撞预警计算筛选出潜在危险目标，并对潜在危险目标进行加密监测；

第二数据处理模块702，用于基于在轨航天器的精密轨道及潜在危险目标的加密监测后的编目轨道进行3天碰撞预警计算筛选出黄色预警目标，并对黄色预警目标进行精密监测；

第三数据处理模块703，用于基于在轨航天器的精密轨道及黄色预警目标的精密监测后的编目轨道进行2天碰撞预警计算筛选出红色预警目标，并根据红色预警目标对在轨航天器进行碰撞规避处理。

进一步地，本发明实施例第一数据处理模块701中基于在轨航天器的精密轨道及所有空间目标的正常编目轨道进行7天碰撞预警计算筛选出潜在危险目标，包括：

每天基于在轨航天器的精密轨道的轨道特征从所有空间目标中筛选出第一相关目标；

基于在轨航天器的精密轨道及第一相关目标的正常编目根数对在轨航天器与第一相关目标的接近情况进行分析得到对应第一预警结果；

根据第一预警结果筛选出满足危险预警门限的对应潜在危险目标。

进一步地，本发明实施例第一数据处理模块701中对潜在危险目标进行加密监测，包括：

利用广域搜索型设备，每天对潜在危险目标进行加密监测。

进一步地，本发明实施例第二数据处理模块702中基于在轨航天器的精密轨道及潜在危险目标的加密监测后的编目轨道进行3天碰撞预警计算筛选出黄色预警目标，包括：

每天基于在轨航天器的精密轨道的轨道特征从潜在危险目标中筛选出第二相关目标；

基于在轨航天器的精密轨道及第二相关目标的加密监测后的编目根数对在轨航天器与第二相关目标的接近情况进行分析得到对应第二预警结果；

根据第二预警结果筛选出满足黄色预警门限的对应黄色预警目标，并发布黄色预警事件告警。

进一步地，本发明实施例第二数据处理模块702中对黄色预警目标进行精密监测，包括：

利用广域搜索型设备，每天对所有黄色预警目标进行加密测量；

利用精密测量雷达，每天对所有黄色预警目标进行精密测量；其中，对在轨航天器与黄色预警目标之间不同的交会高度，每天进行不同圈数的精密测量。

进一步地，本发明实施例第三数据处理模块703中基于在轨航天器的精密轨道及黄色预警目标的精密监测后的编目轨道进行2天碰撞预警计算筛选出红色预警目标，包括：

每天基于在轨航天器的精密轨道及黄色预警目标的最新精密星历对在轨航天器与黄色预警目标的接近情况进行分析得到对应第三预警结果；

判断第三预警结果是否满足红色预警门限，若满足，则发布红色预警事件告警，若不满足：

则判断第三预警结果是否满足黄色预警门限，若不满足，则解除黄色预警事件告警，若满足，则继续基于在轨航天器的精密轨道及黄色预警目标的精密监测后的编目轨道进行碰撞预警计算直至避开交会时刻。

进一步地，本发明实施例第三数据处理模块703中根据红色预警目标对在轨航天器进行碰撞规避处理，包括：

对在轨航天器进行规避控制分析，确定是否对在轨航天器实施规避控制，若否，则继续基于在轨航天器的精密轨道及红色预警目标开展精密监测，并基于在轨航天器精密轨道和红色预警目标精密监测后的编目轨道进行碰撞预警计算，直至避开交会时刻，若是：

则结合在轨航天器的轨道/相位保持计划，判断轨道控制策略是否需要考虑在轨航天器的轨道/相位保持计划，若不需要，则确定轨道控制策略仅考虑碰撞规避事件，若需要，则确定轨道控制策略同时考虑碰撞规避事件和轨道/相位保持计划；

确定轨道控制策略后，针对航天器理论控后轨道，对在轨航天器与所有空间目标及红色预警目标进行接近情况分析，确认碰撞规避策略的安全性，判断轨道控制后2天内是否仍存在在轨航天器与所有空间标及红色预警目标近距离接近事件，若不存在，则对在轨航天器进行轨道控制，并对在轨航天器进行轨道控制效果评估，若存在，则重新确定轨道控制策略，直至轨道控制后2天内不存在任何近距离接近事件。

进一步地，本发明实施例第三数据处理模块703中对在轨航天器进行轨道控制效果评估的过程，包括：

在规定时间内采集测量数据，并根据测量数据确定在轨航天器的实际控后轨道，并对在轨航天器的实际控后轨道与所有空间目标接近情况分析，判断是否存在在轨航天器与所有空间目标近距离接近事件，若不存在，则解除红色预警事件告警，若存在，则重新对在轨航天器进行规避控制分析，直至在轨航天器无近距离接近事件。

第三方面，请参见图8，本发明实施例提供了一种电子设备，包括处理器801、通信接口802、存储器803和通信总线804，其中，所述处理器801、所述通信接口802、所述存储器803通过所述通信总线804完成相互相的通信；

所述存储器803，用于存放计算机程序；

所述处理器801，用于执行所述存储器803上所存放的程序时，实现上述在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法的步骤。

对于装置/电子设备/存储介质实施例而言，由于其基本相近于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法，其特征在于，包括：

基于所述在轨航天器的精密轨道及所有空间目标的正常编目轨道进行7天碰撞预警计算筛选出潜在危险目标，并对所述潜在危险目标进行加密监测；

基于所述在轨航天器的精密轨道及所述潜在危险目标的加密监测后的编目轨道进行3天碰撞预警计算筛选出黄色预警目标，并对所述黄色预警目标进行精密监测；

基于所述在轨航天器的精密轨道及所述黄色预警目标的精密监测后的编目轨道进行2天碰撞预警计算筛选出红色预警目标，并根据所述红色预警目标对所述在轨航天器进行碰撞规避处理；

其中，所述基于所述在轨航天器的精密轨道及所有空间目标的正常编目轨道进行7天碰撞预警计算筛选出潜在危险目标，包括：

每天基于所述在轨航天器的精密轨道的轨道特征从所有空间目标中筛选出第一相关目标；基于所述在轨航天器的精密轨道及所述第一相关目标的正常编目根数对所述在轨航天器与所述第一相关目标的接近情况进行分析得到对应第一预警结果；根据所述第一预警结果筛选出满足危险预警门限的对应所述潜在危险目标；

所述基于所述在轨航天器的精密轨道及所述潜在危险目标的加密监测后的编目轨道进行3天碰撞预警计算筛选出黄色预警目标，包括：

每天基于所述在轨航天器的精密轨道的轨道特征从所述潜在危险目标中筛选出第二相关目标；基于所述在轨航天器的精密轨道及所述第二相关目标的加密监测后的编目根数对所述在轨航天器与所述第二相关目标的接近情况进行分析得到对应第二预警结果；根据所述第二预警结果筛选出满足黄色预警门限的对应所述黄色预警目标，并发布黄色预警事件告警；

所述基于所述在轨航天器的精密轨道及所述黄色预警目标的精密监测后的编目轨道进行2天碰撞预警计算筛选出红色预警目标，包括：

每天基于所述在轨航天器的精密轨道及所述黄色预警目标的最新精密星历对所述在轨航天器与所述黄色预警目标的接近情况进行分析得到对应第三预警结果；判断所述第三预警结果是否满足红色预警门限，若满足，则发布红色预警事件告警，若不满足：则判断所述第三预警结果是否满足所述黄色预警门限，若不满足，则解除所述黄色预警事件告警，若满足，则继续基于在轨航天器的精密轨道及所述黄色预警目标的精密监测后的编目轨道进行碰撞预警计算直至避开交会时刻。

2.根据权利要求1所述的在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法，其特征在于，所述对所述潜在危险目标进行加密监测，包括：

利用广域搜索型设备，每天对所述潜在危险目标进行加密监测。

3.根据权利要求1所述的在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法，其特征在于，所述对所述黄色预警目标进行精密监测，包括：

利用广域搜索型设备，每天对所有黄色预警目标进行加密测量；

利用精密测量雷达，每天对所有黄色预警目标进行精密测量；其中，对所述在轨航天器与所述黄色预警目标之间不同的交会高度，每天进行不同圈数的精密测量。

4.根据权利要求1所述的在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法，其特征在于，所述根据所述红色预警目标对所述在轨航天器进行碰撞规避处理，包括：

对所述在轨航天器进行规避控制分析，确定是否对所述在轨航天器实施规避控制，若否，则继续基于在轨航天器的精密轨道及所述红色预警目标开展精密监测，并基于所述在轨航天器精密轨道和所述红色预警目标精密监测后的编目轨道进行碰撞预警计算，直至避开交会时刻，若是：

则结合所述在轨航天器的轨道/相位保持计划，判断轨道控制策略是否需要考虑所述在轨航天器的轨道/相位保持计划，若不需要，则确定轨道控制策略仅考虑碰撞规避事件，若需要，则确定轨道控制策略同时考虑碰撞规避事件和轨道/相位保持计划；

确定轨道控制策略后，针对航天器理论控后轨道，对所述在轨航天器与所有空间目标进行接近情况分析，确认碰撞规避策略的安全性，判断轨道控制后2天内是否仍存在所述在轨航天器与所有空间目标近距离接近事件，若不存在，则对所述在轨航天器进行轨道控制，并对所述在轨航天器进行轨道控制效果评估，若存在，则重新确定轨道控制策略，直至轨道控制后2天内不存在任何近距离接近事件。

5.根据权利要求4所述的在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法，其特征在于，对所述在轨航天器进行轨道控制效果评估的过程，包括：

在规定时间内采集测量数据，并根据所述测量数据确定所述在轨航天器的实际控后轨道，并对所述在轨航天器的实际控后轨道与所有空间目标进行接近情况分析，判断是否存在所述在轨航天器与所有空间目标近距离接近事件，若不存在，则解除所述红色预警事件告警，若存在，则重新对所述在轨航天器进行规避控制分析，直至所述在轨航天器无近距离接近事件。

6.一种在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警装置，其特征在于，包括：

第一数据处理模块，用于基于所述在轨航天器的精密轨道及所有空间目标的正常编目轨道进行7天碰撞预警计算筛选出潜在危险目标，并对所述潜在危险目标进行加密监测；其中，所述基于所述在轨航天器的精密轨道及所有空间目标的正常编目轨道进行7天碰撞预警计算筛选出潜在危险目标，包括：

每天基于所述在轨航天器的精密轨道的轨道特征从所有空间目标中筛选出第一相关目标；基于所述在轨航天器的精密轨道及所述第一相关目标的正常编目根数对所述在轨航天器与所述第一相关目标的接近情况进行分析得到对应第一预警结果；根据所述第一预警结果筛选出满足危险预警门限的对应所述潜在危险目标；

第二数据处理模块，用于基于所述在轨航天器的精密轨道及所述潜在危险目标的加密监测后的编目轨道进行3天碰撞预警计算筛选出黄色预警目标，并对所述黄色预警目标进行精密监测；其中，所述基于所述在轨航天器的精密轨道及所述潜在危险目标的加密监测后的编目轨道进行3天碰撞预警计算筛选出黄色预警目标，包括：

每天基于所述在轨航天器的精密轨道的轨道特征从所述潜在危险目标中筛选出第二相关目标；基于所述在轨航天器的精密轨道及所述第二相关目标的加密监测后的编目根数对所述在轨航天器与所述第二相关目标的接近情况进行分析得到对应第二预警结果；根据所述第二预警结果筛选出满足黄色预警门限的对应所述黄色预警目标，并发布黄色预警事件告警；

第三数据处理模块，用于基于所述在轨航天器的精密轨道及所述黄色预警目标的精密监测后的编目轨道进行2天碰撞预警计算筛选出红色预警目标，并根据所述红色预警目标对所述在轨航天器进行碰撞规避处理；其中，所述基于所述在轨航天器的精密轨道及所述黄色预警目标的精密监测后的编目轨道进行2天碰撞预警计算筛选出红色预警目标，包括：

每天基于所述在轨航天器的精密轨道及所述黄色预警目标的最新精密星历对所述在轨航天器与所述黄色预警目标的接近情况进行分析得到对应第三预警结果；判断所述第三预警结果是否满足红色预警门限，若满足，则发布红色预警事件告警，若不满足：则判断所述第三预警结果是否满足所述黄色预警门限，若不满足，则解除所述黄色预警事件告警，若满足，则继续基于在轨航天器的精密轨道及所述黄色预警目标的精密监测后的编目轨道进行碰撞预警计算直至避开交会时刻。

7.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口、所述存储器通过所述通信总线完成相互相的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现权利要求1～5任一所述的在轨航天器七天三色滤伪碰撞预警方法步骤。

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