空间碎片轨道确定中激光测距与角度测量数据融合分析

摘要： 在空间碎片研究框架内，轨道确定过程对研究人员和卫星运营商而言都是基础性环节。精确掌握空间碎片物体的轨道参数，对于开展空间碎片特征研究及避免不必要的避碰机动至关重要。轨道确定结果的精度受多重因素影响，包括观测数据的数量、精度、类型、沿轨道的分布情况以及目标与观测者的相对几何关系。当目标轨道的观测覆盖不均匀时，通过处理不同类型的观测量可提升轨道确定精度。最新研究表明，卫星激光测距技术能有效应用于空间碎片监测。本文将探究激光测距与角度测量在轨道确定过程中的优势，分析观测数据量、轨道覆盖弧段、各类观测量及观测几何条件对参数估算的影响。最后，基于短弧段观测数据，我们评估了高密度空间碎片轨道区域的可达精度，以及数据融合对星表维护作业的影响。所有结果均采用瑞士伯尔尼大学天文研究所（AIUB）所属齐默瓦尔德光学地面站与地球动力学观测站的真实观测数据（包含角度与激光测量值），部分研究还整合了国际激光测距服务网（ILRS）其他站点提供的测距数据。