第35卷，第6期 2015年6月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
基于散射光谱的空间碎片分类研究
Vol. 35,No. 6 -pp1464-1468
June,2015
宋薇，冯诗湛，石晶，徐蓉”，王功长”，李滨宇，刘瑜，李双，曹睿，蔡红星，张喜和，谭勇*
1.长春理工大学理学院，吉林长春130000 2.西安卫星测控中心，陕西西安710000
摘要采用地基光谱探测技术，观测到了最低亮度为4.2星等的空间碎片其分辨率为0.5nm的高精度散射光谱。并对卫星残骸和火箭残的光谱数据进行了归一化处理和离散率分析，得到了不同类别目标的明显区别。火箭残骸的多顿散射光谱归一化后线型一致，而对于卫星的多顿散射光谱归一化后线型不一致，对归一化的空间碎片的每一顿光谱求离散率，得到的结果为火箭残骸的离散率低，都在0.978%～3.067%之间，且波动差值及平均值较小；而卫星的每顿归一化散射光谱的离散率高，在3.1184%～19，4727%之间。且波动差值及平均值较大。原因是火箭残的结构简单，组成材料较单一，卫星的结构复杂，组成材料较多。因此散射光谱分析可以应用于空间碎片分类的研究
关键词空间碎片：散射光谱：离散率：失效卫星：火箭残般
中图分类号：043
文献标识码：A
引言
DOI : 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2015 )06-1464-05
中统”两类地基对空间目标的光电探测系统，具备了对目标的精确定位和识别的能力。在国内，地基的空间目标的探测与
随着人造卫星、火箭、国际空间站以及载人航天飞船等
航天器的发射，遗留在太空中的空间碎片越来越多，对在轨飞行和发射升空的航天器的影响日益严重，也加大了载人航天的潜在危害，而火箭残般是空间碎片中的重要组成部分。目前，对于空间碎片的探测技术包括通过地基雷达获取RCS 和大型天文望远镜获取光学图像，或者采用天基探测技术，在卫星上安装光学望远镜，对目标进行探测。近儿年来，地基光谱探测技术在空间探测方面也得到广初步的应用和发展。
从Nicodemus提出双向反射分布函数（BRDF）以后]，人们对散射光谱有了进一步的认识。目前，散射光谱理论得到了广泛应用，如通过遥感技术得到植被的地表反照率信息来估算植被的面积：通过分析材料的BRDF特征区分干净海水以及海中的油污(3]；基于图像处理的新型BRDF 测量方法，可简便且精确的测量材料的双向反射分布函数；通过建立BRDF物理模型来表征被测样品的散射特性。除此之外，在地基探测方面，美国和俄罗斯在20世纪
收稿日期：2014-04-03，修订日期：2014-07-20
基金项目：国家科技攻关课题(2007BA107A00-1)资助
作者简介：宋薇，女，1989年生，长春理工大学理学院硕士研究生
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*通讯联系人
识别技术也有了显著的发展，韩玉阁等提出了用对比卫星的红外辐射特征的方法来区别工作卫星和失效卫星。李雅男等了论述了通过野外测量实验测量出了卫星上的几种相关材料在可见光波段的反射率谱，并指出了每种材料的最佳测量波段，这对地基空间目标的探测识别有重要的参考作用。黄涛等“利用激光探测与识别技术初步得到空间碎片的几何形状，飞行轨道等信息。王付刚等”通过研究不同运动姿态对卫星多谱段光学特性的影响，证明广不同运动状态的卫星多谱段辑射特性存在较大的差异。门涛等介绍了光学特性数据在卫星姿态判定领域的工程应用，并对光电望远镜的暗弱目标识别算法与极限探测能力进行仿真计算和实验验证。
综上所述，空间目标的探测与识别手段虽然在光谱技术上已有了一定发展，但还处在理论探索和试验初期，对火箭残骸、废弃卫星等运动姿态的研究还需要深人的开展。本文利用光电望远镜探测了部分空间碎片的散射光谱，对火箭残骸和废弃卫星的光谱数据进行了对比和离散率分析，获得了火箭残敲的特征光谱信息，为火箭残骸的识别奠定了基础。
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