日光空间碎片的实时识别算法 激光测距数据 基于观测数据分布模型
Yang Liu1,2, Xue Dong1,2, Jian Gao1
1Changchun Observatory, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130117, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|April 12, 2025
概括
这项研究引入了一种新的算法,用于白天实时激光测距太空碎片. 它有效地将微弱的回声信号与强烈的背景噪声区分开来,改善了空间碎片的跟踪.
科学领域:
- 太空科学与工程 太空科学与工程
- 光学工程是指光学工程.
- 信号处理 信号处理
背景情况:
- 太空碎片的日光激光测距由于强烈的背景噪音而具有挑战性.
- 传统的方法在低信号噪声比率和日光条件下扎.
- 精确的跟踪和轨道确定太空碎片对于太空安全至关重要.
研究的目的:
- 开发一个实时算法,用于太空碎片激光在白天射程.
- 通过克服背景噪声限制,提高观测成功率.
- 在高噪音环境中提供一种新的跟踪方法和精确的轨道确定.
主要方法:
- 建立了基于白天背景噪声强度的噪声和回声信号的联合分布模型.
- 开发了一个实时识别算法,利用单光子探测器测量的统计分布差异.
- 采用了几何分布和千平方统计分析的适合性测试来识别数据间隔内的回声信号.
主要成果:
- 在特定条件下 (激光频率400Hz,背景噪声2x10^7光子/秒) 在1秒内实现对回声间隔的实时识别.
- 成功识别了微弱的回声信号 (每次脉冲0.09个回声光子).
- 在高噪音,日光环境中证明有效的回声歧视.
结论:
- 开发的算法克服了传统信号强度值的局限性.
- 该方法为在低信号噪声比条件下跟踪空间碎片和确定轨道提供了一种新的技术解决方案.
- 这项研究显著提高了太空碎片白天激光测距能力.


