留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

FocusGEO望远镜观测地球同步轨道目标的光度特性分类

赵晓芬 郑景辉 毛银盾 于涌 王鲲鹏 温昌礼

赵晓芬, 郑景辉, 毛银盾, 于涌, 王鲲鹏, 温昌礼. FocusGEO望远镜观测地球同步轨道目标的光度特性分类[J]. 空间科学学报, 2022, 42(1): 136-143. doi: 10.11728/cjss2022.01.200928086
引用本文: 赵晓芬, 郑景辉, 毛银盾, 于涌, 王鲲鹏, 温昌礼. FocusGEO望远镜观测地球同步轨道目标的光度特性分类[J]. 空间科学学报, 2022, 42(1): 136-143. doi: 10.11728/cjss2022.01.200928086
ZHAO Xiaofen, ZHENG Jinghui, MAO Yindun, YU Yong, WANG Kunpeng, WEN Changli. GEOS Photometric Signature Classifications Based on Observations of FocusGEO Telescopes (in Chinese). Chinese Journal of Space Science,  2022, 42(1): 136-143.  DOI: 10.11728/cjss2022.01.200928086
Citation: ZHAO Xiaofen, ZHENG Jinghui, MAO Yindun, YU Yong, WANG Kunpeng, WEN Changli. GEOS Photometric Signature Classifications Based on Observations of FocusGEO Telescopes (in Chinese). Chinese Journal of Space Science,  2022, 42(1): 136-143.  DOI: 10.11728/cjss2022.01.200928086

FocusGEO望远镜观测地球同步轨道目标的光度特性分类

doi: 10.11728/cjss2022.01.200928086
基金项目: 国家自然科学基金项目资助(11803067)
详细信息
    作者简介:

    毛银盾:E-mail:dundun@shao.ac.cn

  • 中图分类号: P171.3

GEOS Photometric Signature Classifications Based on Observations of FocusGEO Telescopes

  • 摘要:

    基于FocusGEO望远镜2017年12月至2019年6月的测光观测数据,开展台站上空地球同步轨道(GEO)目标光度曲线的分类研究。通过对GEO卫星光度曲线特征的统计分析,建立了一种全新的GEO卫星分类系统,确定了各类GEO卫星光度曲线的占比,分析了光度特征类别与卫星平台的相关性。本研究将197颗GEO卫星的光度曲线分为六类,其中约90%的卫星可归为三类:典型类、BSS类和Ekspress类。光度特征分类与卫星平台无直接的相关性,但同一类别中平台相同或相近的卫星,具有相似的光度曲线。该分类系统可为位置相近的多个GEO目标的准确识别提供辅助手段,为目标异常监测和物理特性研究提供依据,对空间态势感知具有重要意义。

     

  • 图  1  FocusGEO望远镜三维结构(a)及FocusGEO望远镜实物(b)

    Figure  1.  3 D Structure of FocusGEO (a) and physical picture of the equipment (b)

    图  2  FocusGEO观测原始图像(a)及预处理图像示例(b)。局部放大图圆圈标识为GEO目标

    Figure  2.  Example of a FocusGEO observation original image(a) and example of preprocessed image(b). Circle denotes the GEO targets

    图  3  第一类曲线特征示例( 卫星26559、39727、41380的相位角序列光度曲线) 。拟合曲线采用多项式拟合

    Figure  3.  Examples of Class 1 photometric signatures (Light curves of satellites 26559, 39727 and 41380). The black curves are fitted using the polynominal fitting method. The sparse data near zero phase angle are due to the variation of solar declination angle

    图  4  第一类曲线特征示例( 卫星26559、39727、41380的修正角序列光度曲线) 。拟合曲线采用多项式拟合

    Figure  4.  Examples of Class 1 photometric signatures (Magnitude variation with equatorial phase angle light curves of satellites 26559, 39727 and 41380). The black curves are fitted using the polynominal fitting method

    图  5  第二类曲线特征示例( 卫星29045、29272、35755的修正角序列光度曲线) 。拟合曲线采用多项式拟合

    Figure  5.  Examples of Class 2 photometric signatures (Modified light curves of satellites 29045, 29272 and 35755). The black curves are fitted using the polynominal fitting method

    图  6  第三类曲线特征示例( 卫星27399、28911、29163的修正角序列光度曲线) 。拟合曲线采用Fourier方法拟合

    Figure  6.  Examples of Class 3 photometric signatures (Magnitude variation with equatorial phase angle light curves of satellites 27399, 28911 and 29163). The black curves are fitted using the Fourier fitting method

    图  7  第四类曲线特征示例( 卫星27603、32767、39498的修正角序列光度曲线) 。拟合曲线采用Fourier方法拟合

    Figure  7.  Examples of Class 4 photometric signatures (Magnitude variation with equatorial phase angle light curves of satellites 27603, 32767 and 39498). The black curves are fitted using the Fourier fitting method

    图  8  第五类曲线特征示例( 卫星28628、36032、37393的修正角序列光度曲线) 。拟合曲线采用多项式拟合

    Figure  8.  Examples of Class 5 photometric signatures (Magnitude variation with equatorial phase angle light curves of satellites 28628, 36032 and 37393). The black curves are fitted using the polynominal fitting method

    图  9  第六类曲线特征示例( 卫星28154、29640、33463的修正角序列光度曲线) 。拟合曲线采用多项式拟合

    Figure  9.  Examples of Class 6 photometric signatures (Magnitude variation with equatorial phase angle light curves of satellites 28154, 29640 and 33463). The black curves are fitted using the polynominal fitting method

    表  1  光度特征分类结果

    Table  1.   Results of classification of photometric signatures

    类别分类特点数量比例/
    (%)
    第一类 典型类 仅在0°有亮度峰值,两边近似对称且单调下降 99 50.25
    第二类 第二典型类 曲线不关于0°对称,在20°~40°之间有亮度峰值,两边单调下降 6 3.05
    第三类 BSS类 曲线对称,在第一类的基础上,在±40°或60°有极大值 33 16.75
    第四类 A2100类 曲线对称,在0°有极小值,±40°有极大值,呈M形 12 6.09
    第五类 Ekspress类 曲线不对称,在第一类的基础上,在100°或–100°有极小值 41 20.81
    第六类 特殊类 曲线不对称,呈不规律变化 6 3.05
    下载: 导出CSV

    表  2  光度特征分类结果比较

    Table  2.   Comparisons of results of photometric signature classification

    本文结果文献[3]结果
    分类特点比例/(%)分类特点比例/(%)
    典型类仅在0°相位角有亮度峰值,两边近似对称且单调下降50.25典型类0°附近有峰值,两边呈对称、平滑单调形式47.2
    第二典型类曲线不关于0°对称,在20°~40°之间有亮度峰值,两边单调下降3.05A2100类0°附近有极小值,两边的光度曲线以不同的平滑方式增加;在±40°左右,曲线平滑衰减,多数曲线不完全对称30.6
    BSS类曲线对称,在第一类的基础上,在±40°或60°有极大值16.75通信星类在典型类基础上,±40°上有极小值5.6
    A2100类曲线对称,在0°有极小值,±40°有极大值,呈M形6.09BSS702 C类在典型类基础上,±60°上有极大值,极大值比通信星类更亮更宽2.8
    Ekspress类曲线不对称,在第一类的基础上,在100°或–100°有极小值20.81特殊类关于0°对称性弱,曲线变化不平稳13.9
    特殊类曲线不对称,呈不规律变化3.05
    下载: 导出CSV

    表  3  本文分类中涉及的GEO卫星平台类型统计结果

    Table  3.   Statistic results of bus types of GEO satellites related to our classification

    No.平台类型所属国别卫星编号数目
    1 A2100 USA 25894、26559、27603、27632、28154、29045、29272、32019、32767、
    35755、37207、37481、37776、38331、38332、40887、43162
    17
    2 AMOS Israel 39237 1
    3 AS-4000、7000 USA 23839、 24957 2
    4 HS-601、GEM、BSS-702 USA 24732、25071、25462, 25630、25657、26388、26451, 26638、26853、27399、
    27718、28117、29648、32404、34713、34941、38098、39476、41380、41588、
    41748、41879、42075、42698、42950
    25
    5 DFH-2、3、4 China 32779、36287、36590、37150、37234、37677、37804、38091、38352、38953、39157、
    40982、41021、41034、41103、41238、41586、41725、41838、41869、42662、42763、
    43450、43698、43920、44067、44076、44231
    28
    6 DS-2000 Japan 28937、33274、37606、40267、41836、42917 6
    7 DSCS-3 USA 23628、26575 2
    8 Ekspress-1000、2000 Russia 39487、39612、39613、39727、39728、40258、40277、40345、43432、43867 10
    9 Eurostar-2000、3000 Europe 26107、28628、28899、30794、36744、37393、39020、39034、40147、43488 10
    10 Star-1、2, GeoStar-2 USA 26720、27461、32388、35362、36106、37265、39460、39500、41552 9
    11 I-1 K、2 K、3 K Bus India 28911、30793、37605、37746、38779、39234、39498、40269、40332、40880、41028、
    41469、41752、41793、42695、42747、42815、43824、43864
    19
    12 Insat-2、3 bus USA 39216 1
    13 Milstar Bus USA 26715 1
    14 MSS-2500-GSO Russia 27441、28134、28707、32478、36358、39375 6
    15 Navigator-Bus Russia 41105 1
    16 SAST-5000 China 41882、41911 2
    17 Spacebus-3000、4000 France 26369、28638、29163、29349、31800、33051、35812、35943、38107、
    39017、39022、40617、41944、42691、42984、43463
    16
    18 SSL-1300 USA 26590、26900、27513、28184、28364、28786、35696、36032、37238、37933、38740、39508、
    40141、40940、41591、41729、41747、41794、41903、42942、42951、43587、43611、44048
    24
    19 X-SAT Microsat USA 44065 1
    20 Yakhta. Russia 37749 1
    21 Null Multination 20253、23613、28158、29640、32500、33463、38049、38070、40367、
    41121、41194、43491、43683、43823、43874
    15
     卫星编号来源于USSTRATCOM的目标编号,由5位阿拉伯数字组成;Null表示目标平台未知。
    下载: 导出CSV
  • [1] Space-track. org. Full Catalog [OL]. [2020-05-20]. https://www.space-track.org/
    [2] MAO Yindun, TANG Zhenghong, YU Yong, et al. Introduction and development of geosynchronous orbit dynamic monitoring optical system, [J]. Progress in Astronomy, 2018, 36(1): 57-67
    [3] PAYNE T, GREGORY S, LUU K. SSA analysis of GEOS photometric signature classifications and solar panel offsets[C]//Proceedings of the 7 th Advanced Maui Optical and Space Surveillance Technologies Conference. Hawaii: The Maui Economic Development Board, 2006
    [4] JOLLEY A, BEDARD D, WADE G. Multicolour optical photometry of active geostationary satellites[C]//Proceedings of the 16 th Advanced Maui Optical and Space Surveillance Technologies Conference. Hawaii: The Maui Economic Development Board, 2015
    [5] 王阳, 杜小平, 范椿林. 地基光度曲线反演空间目标特征技术研究进展[J]. 科学通报, 2017, 62: 1578-1590 doi: 10.1360/N972016-01082

    WANG Yang, DU Xiaoping, FAN Chunlin. Progress of light curve inversion technology for resident space object characteristics[J]. Chinese Science Bulletin, 2017, 62: 1578-1590 doi: 10.1360/N972016-01082
    [6] LUO Hao, MAO Yindun, YU Yong, et al. FocusGEO observations of space debris at Geosynchronous Earth orbit[J]. Advances in Space Research, 2019, 64(2019): 465-474
    [7] 王维, 毛银盾, 陈国平, 等. FocusGEO软件系统的设计与实现[J]. 天文研究与技术, 2018, 15(2): 225-231

    WANG Wei, MAO Yindun, CHEN Guoping, et al. Design and implementation of software system of FocusGEO[J]. Astronomical Research and Technology, 2018, 15(2): 225-231
    [8] ZHAO Xiaofen, YU Yong, MAO Yindun. Measurement and experimental study of geostationary orbit satellite OCS[J]. Space Debris Research, 2017, 2: 8-16
    [9] 庄诚, 隋成华, 唐轶峻. GEO空间碎片光度测量标定方法的研究[J]. 天文研究与技术, 2011, 8(4): 343-346

    ZHUANG Cheng, SUI Chenghua, TANG Yijun. Research of photometric calibration of Geosynchronous-orbit GEO) space debris[J]. Astronomical Research and Technology, 2011, 8(4): 343-346
    [10] ZHAO Xiaofen, YU Yong, MAO Yindun, et al. Long-term photometric signature study of two GEO satellites[J]. Advances in Space Research, 2021, 67(2021): 2241-2251
    [11] Gunter’s space page. S/C Platforms[DB/OL]. [2020-05-20]. https://space.skyrocket.de
  • 加载中
图(9) / 表(3)
计量
  • 文章访问数:  329
  • HTML全文浏览量:  212
  • PDF下载量:  31
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-09-28
  • 录用日期:  2021-05-26
  • 修回日期:  2021-05-26
  • 网络出版日期:  2022-05-25

目录

    /

    返回文章
    返回