基于天文观测方法的空间碎片数据获取与分析系统

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1、密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences博士学位论文2013年4月By⋯-XiaomengLuADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofAstronomicalTechniquesandMethodologyNationalAstronomicalObservatories，CASApril，20

2、13致谢时光荏苒，四载博士生生活转瞬而过，于此论文即将完成之日，回首千多光阴既倍感充实，更是感慨良多。四年中能够直面工作和生活中的种种困难与挑战，而最终完成学业和论文，源于身边良师益友的陪伴、鼓励和帮助，我为之深深感激，并常铭记在心。首先我要诚挚感谢我的导师魏建彦研究员。最初我对天文一无所知时，是魏老师言传身教，而得以掌握天文观测方法；当遇到难题时，是魏老师帮着开拓思路，严格要求而得以解决；生活中魏老师亦是无微不至，而能乐观面对工作和生活中的挑战。魏老师以其治学严谨、温和爽直、积极乐观的生活态度，为我树立了一生的学习典范，他的教诲与鞭策将

3、激励我在工作和学习的道路上励精图治，开拓创新。衷心感谢北京跟踪与通信技术研究所的李明研究员、邹卫平主任、高听主任、徐小琴工程师、惠建江工程师和王亮亮工程师，本文研究工作的展开和取得的成果均离不开他们的指导和帮助。感谢邓李才研究员，他一直非常关心我的博士工作进展，同时在参与中国SONG项目中更加深入了解了天文学家对天文仪器的需求，学习了解到国际先进的望远镜观测控制方式。衷心感谢姜晓军研究员。姜老师是领导，是老师，亦是兄长。论文从选题立题、方案设计、结果分析乃至文章撰写和修改都凝结了姜老师的心血和智慧。姜老师是一位良师益友，他渊博的知识、严谨

4、的治学态度、创新的思维和高尚的人格，都给我留下深刻印象，并使我受益终身。衷心感谢裘予雷研究员，他在观测试验、处理分析等方面都给予了极大的指导和帮助。感谢曹莉高级工程师，蔡洪波高级工程师，唐轶峻副教授(浙江工业大学)和王天舟博士，他们在观测方案的讨论确立和数据处理方法的原理验证方面都做出了卓越的贡献。衷心感谢胡景耀研究员，他虽七十高龄但仍活跃在科研前线，思维敏捷而常谈而受益。衷心感谢徐达维研究员，她学识渊博，性格温和，在我的文章修订和生活困扰方面都给予了极大帮助。衷心感谢研究生办公室的杜红荣老师和艾华老师，她们在学习和生活上都给予了真诚的帮

5、助。感谢云南天文台熊耀恒研究员及其团队、白金明研究员及其团队，以及南京天光所王国民研究员及其团队，与他们的坦诚交流丰富了对国内外光电技术的了解和掌握。感谢上海天文台的唐正红研究员及其团队，在我还对空间碎片观测研究茫然时，唐老师拨云见日的讲解让我豁然开朗。感谢山东大学的胡绍明副教授及其团队，与他们的交流让我更加了解天文学家的关注，明确了研究方向和重点。感谢航天五院的黄江川总师，在4179号小行星观测和数据处理过程中给予了大量的关注和支持。感谢王宜研究员、赵有研究员和朱爱萍老师，我的博士论文工作开展离不开你们的关心和支持。感谢汇娟和向娥，在我

6、的博士论文编写期间提出了大量宝贵意见，并付出了极大耐心和心血。感谢现在以及曾在兴隆观测基地团组工作的各位老师和同事：周志中、陈颖为、李红斌、王红旗、黄垒、侯志刚、王金虎、龚翠生、朱素芳、王建峰、毛永娜、葛亮、赵飞、马劲、曾显群、米琳莹、杨秀花、黄蓓蓓，我的学习、工作、生活和成长都离不开你们的关心与帮助。感谢观测助手周婉、郭久朋、米丰峰、肖锋、贾俊军、马良，本文的许多试验验证和数据获取都来自于他们的辛勤工作。感谢郑伟康、辛立平、黎华丽、冯其琛、林亲、高东洋、邱鹏、李陶然、张继成，这些年轻的弟弟和妹妹们活力四射，让我的心跳得不是那么缓慢。特别

7、感谢我的家人，爸爸、妈妈、弟弟、妹妹和其他所有的亲人，不能陪在你们身边是我莫大的遗憾，能够回报你们的实在少之又少，这使我惭愧至极，惟愿你们健康平安。感谢我的爱人与我风雨共度八载，为我的工作和学业提供了莫大的支持。谨以此文，献给关心、鼓励、帮助过我的良师、益友、家人们!摘要人类的航天活动产生了大量的空间碎片。这些碎片驻留在地球轨道上，严重威胁着在用航天器的安全，并阻碍人类的进一步航天活动，对其监视、避让是重要的应对措施。但是由于政治、地理、资金和技术等因素的制约，还没有任何国家能够实现对空问碎片的完备监测。空间碎片在地球卫星轨道上运行，本身

8、并不发光，主要靠反射太阳光被照亮，反射能量集中在可见光和近红外波段，有利于采用光学手段观测。使用现有地基光学望远镜监视与跟踪空间碎片，是补充太空监视系统的一种快速可行选择。天文望远镜的传统观测