本發(fā)明涉及一種激光消旋系統(tǒng)與方法,尤其涉及一種采用復(fù)合激光及成像手段的目標(biāo)消旋系統(tǒng)與方法，適用于低地球軌道碎片的消旋，屬于光電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在地球軌道上由失效物體組成的集合稱(chēng)為空間碎片(spacedebris)，也稱(chēng)軌道碎片、太空垃圾或空間廢物。在低地球軌道(lowearthorbit,簡(jiǎn)稱(chēng)leo)中存在1500個(gè)大型碎片(每個(gè)質(zhì)量均大于100千克)，其總質(zhì)量占整個(gè)低軌碎片的質(zhì)量總和1900砘的98％。

每次衛(wèi)星發(fā)射、空間探測(cè)及載人航天均可能產(chǎn)留下空間碎片。任何具有一定尺寸的兩個(gè)空間物體如發(fā)生碰撞都將產(chǎn)生新的碎片。尤其當(dāng)大的碰撞(例如一空間站與某一失效衛(wèi)星)發(fā)生時(shí)，其產(chǎn)生的大量碎片將可能導(dǎo)致leo無(wú)法繼續(xù)使用。

空間碎片產(chǎn)生的軌道擾動(dòng)會(huì)改變軌道平面的方面，使得碰撞可能從任意方向上發(fā)生。碎片常導(dǎo)致高速碰撞，其速度可達(dá)每秒數(shù)公里。且在空間攝動(dòng)力作用下，失去控制的低軌碎片大多處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)軸存在長(zhǎng)期章動(dòng)。這就導(dǎo)致碎片目標(biāo)的相對(duì)測(cè)量、逼近與抓捕面臨極大挑戰(zhàn)。因此，針對(duì)碎片目標(biāo)施加作用，將其旋轉(zhuǎn)角速度減小一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，即實(shí)現(xiàn)大幅度消旋是實(shí)施碎片接近、觀測(cè)、捕獲等任務(wù)的前提。

目前，國(guó)際空間碎片相關(guān)技術(shù)包括離子束、氣凝膠泡沫球、噴霧水、充氣氣球、電動(dòng)系繩、加速電膠合法等，這些相關(guān)技術(shù)存在成本高、體積大、魯棒性低的缺點(diǎn)，急需新型的碎片技術(shù)加以克服。激光誘導(dǎo)消旋(laserinducedderotation，簡(jiǎn)稱(chēng)lid)是一種基于低能激光光子動(dòng)量的光壓機(jī)制及高能激光誘導(dǎo)等離子體(laserinducedplasma，簡(jiǎn)稱(chēng)lip)燒蝕形成等離子推力機(jī)理的技術(shù)，因此，lid可提供碎片消旋所需的阻力矩，是碎片消旋的一種可行方法。但尚未推出成熟的lid消旋系統(tǒng)及方法。

針對(duì)傳統(tǒng)天基碎片技術(shù)不足，本發(fā)明提出一種圖像監(jiān)控雙脈沖激光自適應(yīng)天基lid碎片系統(tǒng)，具有高魯棒性的優(yōu)點(diǎn)，適用于各種尺寸及轉(zhuǎn)速的碎片消旋。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種低地球軌道空間碎片自適應(yīng)激光消旋系統(tǒng)與方法，高魯棒性可有效擴(kuò)大適用碎片的尺寸速度范圍，滿(mǎn)足后續(xù)碎片捕捉的要求。

本發(fā)明是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提出的自適應(yīng)激光消旋系統(tǒng)由電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)和機(jī)身主體組成，機(jī)身主體內(nèi)含有圖像追蹤子系統(tǒng)、追蹤分析子系統(tǒng)、測(cè)距測(cè)速激光發(fā)射子系統(tǒng)、回波接收子系統(tǒng)、lid子系統(tǒng)、lid效果監(jiān)控分析子系統(tǒng)、自適應(yīng)聚焦子系統(tǒng)及主控制分析器；

其中電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)可接受主控制分析器的指令帶動(dòng)機(jī)身主體作三維任意角度的轉(zhuǎn)動(dòng)；

圖像追蹤子系統(tǒng)由廣角鏡頭與成像探測(cè)器組成；追蹤分析子系統(tǒng)由成像控制器與成像分析器組成；成像控制器與成像探測(cè)器通過(guò)信號(hào)線通訊，成像控制器用以啟動(dòng)與控制成像探測(cè)器的成像，并接受其圖像數(shù)據(jù)；成像分析器由高速gpu(注：graphicsprocessingunit，圖形處理單元)組成，用以對(duì)圖像進(jìn)行高速實(shí)時(shí)分析；

要實(shí)現(xiàn)對(duì)空間碎片進(jìn)行消旋，碎片追蹤是第一步。圖像追蹤子系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)照像的方法對(duì)碎片進(jìn)行追蹤，獲取成像視場(chǎng)內(nèi)碎片的分布，并通過(guò)成像分析器進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，找到空間興趣碎片目標(biāo)并逼近，對(duì)其圖像再進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，得出其幾何特征及運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，以供lid子系統(tǒng)高效率消旋；

lid子系統(tǒng)由lid激光器、光功率放大器、擴(kuò)束鏡組成；lid效果監(jiān)控分析子系統(tǒng)由ccd面陣探測(cè)器和lid圖像分析器組成；lid激光器發(fā)出的納秒級(jí)高重頻高能量激光經(jīng)光功率放大器進(jìn)行功率放大，然后經(jīng)擴(kuò)束鏡擴(kuò)束，再通過(guò)卡式望遠(yuǎn)鏡持續(xù)擊打空間興趣碎片目標(biāo)，對(duì)其提供恒定阻力及阻力矩，進(jìn)行降速與消旋；

測(cè)距測(cè)速激光發(fā)射子系統(tǒng)由測(cè)距測(cè)速激光器、波形及相位調(diào)制器、測(cè)距測(cè)速擴(kuò)束鏡組成；

回波接收子系統(tǒng)由pin光電二極管、測(cè)距測(cè)速解調(diào)電路組成；

測(cè)距測(cè)速激光器發(fā)出的連續(xù)激光經(jīng)波形及相位調(diào)制器調(diào)制后通過(guò)測(cè)距測(cè)速擴(kuò)束鏡擴(kuò)束，再通過(guò)卡式望遠(yuǎn)鏡照射空間興趣碎片目標(biāo)，其回波通過(guò)卡式望遠(yuǎn)鏡后由pin光電二極管傳感轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再經(jīng)測(cè)距測(cè)速解調(diào)電路解調(diào)后，基于相位法及多普勒效應(yīng)計(jì)算得到空間興趣碎片目標(biāo)的距離及速度信息，可對(duì)激光降速的效果進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估；

lid效果監(jiān)控分析子系統(tǒng)由ccd面陣探測(cè)器和lid圖像分析器組成；空間興趣碎片目標(biāo)通過(guò)卡式望遠(yuǎn)鏡在ccd面陣探測(cè)器上成像，再通過(guò)lid圖像分析器進(jìn)行圖像處理與分析，對(duì)消旋的效果進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估；

自適應(yīng)聚焦子系統(tǒng)由卡式望遠(yuǎn)鏡和次鏡控制器組成；卡式望遠(yuǎn)鏡由次鏡、主鏡組成，主鏡開(kāi)有中心孔；次鏡控制器可帶動(dòng)次鏡沿主光軸平移，實(shí)現(xiàn)變焦和聚焦；

主控制分析器可對(duì)lid激光器、測(cè)距測(cè)速激光器進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制；可控制lid激光器輸出激光脈沖的能量和重頻；給次鏡控制器發(fā)送控制位移指令；用以啟動(dòng)成像分析器、測(cè)距測(cè)速解調(diào)電路與lid圖像分析器，并接收它們的分析結(jié)果；

自適應(yīng)激光消旋系統(tǒng)共有五個(gè)光軸：主光軸、測(cè)距測(cè)速接收光軸、效果監(jiān)測(cè)光軸、測(cè)距測(cè)速光軸和圖像追蹤光軸，這五個(gè)光軸位于同一平面，且主光軸、圖像追蹤光軸、效果監(jiān)測(cè)光軸三者相互平行，測(cè)距測(cè)速接收光軸與測(cè)距測(cè)速光軸相互平行，主光軸與測(cè)距測(cè)速光軸垂直；

本發(fā)明提出的自適應(yīng)激光消旋系統(tǒng)按以下步驟進(jìn)行空間碎片的消旋：

(1)碎片追蹤

主控制分析器發(fā)出指令啟動(dòng)成像分析器，成像分析器通過(guò)成像控制器啟動(dòng)成像探測(cè)器，成像探測(cè)器獲取廣角鏡頭視場(chǎng)范圍內(nèi)的空間碎片分布圖像，并將其通過(guò)成像控制器送至成像分析器進(jìn)行高速實(shí)時(shí)分析；成像分析器從圖像中分離出空間興趣碎片目標(biāo)，實(shí)時(shí)計(jì)算其中心離主光軸的角度偏差，并將該角度偏差值傳送到主控制分析器；主控制分析器接收到該角度偏差值后，發(fā)出控制指令給電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)機(jī)身主體轉(zhuǎn)至主光軸與空間興趣碎片目標(biāo)中心相交；

(2)實(shí)時(shí)對(duì)焦

主控制分析器給次鏡控制器發(fā)送控制指令帶動(dòng)次鏡不斷沿主光軸平移，此時(shí)，空間興趣碎片目標(biāo)可見(jiàn)光輻射沿主光軸依次通過(guò)主鏡、次鏡反射，穿過(guò)中心孔，經(jīng)多色鏡反射，再經(jīng)分光片反射后，轉(zhuǎn)至效果監(jiān)測(cè)光軸，被ccd面陣探測(cè)器接收，形成空間興趣碎片目標(biāo)可見(jiàn)光圖像；主控制分析器啟動(dòng)lid圖像分析器實(shí)時(shí)分析該圖像，計(jì)算圖像的高頻信息，直至高頻分量最大，此時(shí)為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，主控制分析器給次鏡控制器發(fā)送指令，停止次鏡的移動(dòng)；

(3)碎片降速和消旋

主控制分析器發(fā)出指令啟動(dòng)lid激光器，按默認(rèn)的脈沖能量和重頻發(fā)出脈沖激光，經(jīng)光功率放大器進(jìn)行功率放大，然后經(jīng)擴(kuò)束鏡擴(kuò)束，沿主光軸方向依次穿過(guò)雙色鏡、多色鏡、中心孔后，經(jīng)次鏡反射、主鏡反射后，聚焦至作用點(diǎn)，激光脈沖持續(xù)打擊提供阻力與阻力矩，起到減速和消旋的作用；

(4)平動(dòng)降速實(shí)時(shí)評(píng)估

此時(shí)作用點(diǎn)與空間興趣碎片目標(biāo)中心重合，激光脈沖的阻力臂為0；此時(shí)lid激光脈沖僅提供阻力減速碎片，在擊打進(jìn)行的同時(shí)，進(jìn)行消旋效果的平動(dòng)降速實(shí)時(shí)評(píng)估，主控制分析器發(fā)出指令啟動(dòng)測(cè)距測(cè)速激光器，測(cè)距測(cè)速激光器發(fā)出的連續(xù)激光經(jīng)波形及相位調(diào)制器調(diào)制后通過(guò)測(cè)距測(cè)速擴(kuò)束鏡擴(kuò)束，沿測(cè)距測(cè)速光軸傳輸，經(jīng)雙色鏡發(fā)射、沿主光軸穿過(guò)多色鏡、中心孔后，經(jīng)次鏡反射、主鏡反射后，聚焦至作用點(diǎn)，其回波信號(hào)沿反向傳播，依次通過(guò)主鏡、次鏡反射，穿過(guò)中心孔，經(jīng)多色鏡反射，再穿過(guò)分光片后，沿測(cè)距測(cè)速接收光軸傳輸，由pin光電二極管傳感轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再經(jīng)測(cè)距測(cè)速解調(diào)電路解調(diào)后，基于相位法及多普勒效應(yīng)計(jì)算得到空間興趣碎片目標(biāo)的距離及沿主光軸的實(shí)時(shí)平動(dòng)速度信息；

(5)自適應(yīng)平動(dòng)降速

主控制分析器發(fā)出指令自適應(yīng)改變lid激光器的脈沖能量和重頻，原則是降速快，適當(dāng)降低能量和重頻；降速慢，則適當(dāng)增加能量和重頻，不斷進(jìn)行步驟(2)至(4)，直至空間興趣碎片目標(biāo)的實(shí)時(shí)平動(dòng)速度降為零；

(6)消旋實(shí)時(shí)評(píng)估

空間興趣碎片目標(biāo)平動(dòng)速度降為零以后，僅剩下定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)速度，此時(shí)，空間興趣碎片目標(biāo)可見(jiàn)光輻射沿主光軸依次通過(guò)主鏡、次鏡反射，穿過(guò)中心孔，經(jīng)多色鏡反射，再經(jīng)分光片反射后，轉(zhuǎn)至效果監(jiān)測(cè)光軸，被ccd面陣探測(cè)器接收形成的可見(jiàn)光圖像，由lid圖像分析器進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，通過(guò)不同時(shí)刻的圖像序列分析，可計(jì)算出空間興趣碎片目標(biāo)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)速度及實(shí)時(shí)最大阻力臂作用點(diǎn)；

(7)自適應(yīng)消旋

主控制分析器發(fā)出指令給電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)機(jī)身主體轉(zhuǎn)至主光軸與空間興趣碎片目標(biāo)實(shí)時(shí)最大阻力臂作用點(diǎn)重合；重復(fù)步驟(2)與步驟(6)，直至空間碎片目標(biāo)的定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)速度為0，此時(shí)空間興趣碎片目標(biāo)相對(duì)于自適應(yīng)激光消旋系統(tǒng)的速度為零；可由碎片捕捉裝置方便地捕捉。

本發(fā)明的有益效果是，提供了一種自適應(yīng)激光消旋系統(tǒng)與方法，采用圖像追蹤子系統(tǒng)進(jìn)行空間碎片分布實(shí)時(shí)分析，并挑選興趣碎片目標(biāo)；采用可變功率重頻脈沖lid激光器與激光測(cè)距測(cè)速子系統(tǒng)、lid效果監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)碎片降速與消旋，以達(dá)到快速碎片消旋，提高碎片捕捉能力。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖中：1——空間興趣碎片目標(biāo)；2——作用點(diǎn)；3——次鏡；4——卡式望遠(yuǎn)鏡；5——圖像追蹤子系統(tǒng)；6——追蹤分析子系統(tǒng)；7——回波接收子系統(tǒng)；8——分光片；9——ccd面陣探測(cè)器；10——lid效果監(jiān)控分析子系統(tǒng)；11——主控制分析器；12——lid子系統(tǒng)；13——lid激光器；14——光功率放大器；15——擴(kuò)束鏡；16——主鏡；17——主光軸；18——測(cè)距測(cè)速接收光軸；19——效果監(jiān)測(cè)光軸；20——雙色鏡；21——測(cè)距測(cè)速激光發(fā)射子系統(tǒng)；22——測(cè)距測(cè)速激光器；23——波形及相位調(diào)制器；24——測(cè)距測(cè)速擴(kuò)束鏡；25——測(cè)距測(cè)速光軸；26——多色鏡；27——中心孔；28——次鏡控制器；29——自適應(yīng)聚焦子系統(tǒng)；30——圖像追蹤光軸；31——廣角鏡頭；32——成像探測(cè)器；33——信號(hào)線；34——成像控制器；35——成像分析器；36——電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)；37——機(jī)身主體；38——pin光電二極管；39——測(cè)距測(cè)速解調(diào)電路；40——lid圖像分析器。

注：ccd，電荷耦合器件；pin，即在兩種半導(dǎo)體之間的pn結(jié)，或者半導(dǎo)體與金屬之間的結(jié)的鄰近區(qū)域，在p區(qū)與n區(qū)之間生成i型層。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明具體實(shí)施方式如圖1所示。

本發(fā)明提出的自適應(yīng)激光消旋系統(tǒng)由電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)36和機(jī)身主體37組成，機(jī)身主體37內(nèi)含有圖像追蹤子系統(tǒng)5、追蹤分析子系統(tǒng)6、測(cè)距測(cè)速激光發(fā)射子系統(tǒng)21、回波接收子系統(tǒng)7、lid子系統(tǒng)12、lid效果監(jiān)控分析子系統(tǒng)10、自適應(yīng)聚焦子系統(tǒng)29及主控制分析器11；

其中電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)36可接受主控制分析器11的指令帶動(dòng)機(jī)身主體37作三維任意角度的轉(zhuǎn)動(dòng)；

圖像追蹤子系統(tǒng)5由廣角鏡頭31與成像探測(cè)器32組成；追蹤分析子系統(tǒng)6由成像控制器34與成像分析器35組成；成像控制器34與成像探測(cè)器32通過(guò)信號(hào)線33通訊，成像控制器34用以啟動(dòng)與控制成像探測(cè)器32的成像，并接受其圖像數(shù)據(jù)；成像分析器35由高速gpu(注：graphicsprocessingunit，圖形處理單元)組成，用以對(duì)圖像進(jìn)行高速實(shí)時(shí)分析；

要實(shí)現(xiàn)對(duì)空間碎片進(jìn)行消旋，碎片追蹤是第一步。圖像追蹤子系統(tǒng)5采用實(shí)時(shí)照像的方法對(duì)碎片進(jìn)行追蹤，獲取成像視場(chǎng)內(nèi)碎片的分布，并通過(guò)成像分析器35進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，找到空間興趣碎片目標(biāo)1并逼近，對(duì)其圖像再進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，得出其幾何特征及運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，以供lid子系統(tǒng)12高效率消旋；

lid子系統(tǒng)12由lid激光器13、光功率放大器14、擴(kuò)束鏡15組成；lid效果監(jiān)控分析子系統(tǒng)10由ccd面陣探測(cè)器9和lid圖像分析器40組成；lid激光器13發(fā)出的1064nm波長(zhǎng)的納秒級(jí)高重頻高能量激光經(jīng)光功率放大器14進(jìn)行功率放大，然后經(jīng)擴(kuò)束鏡14擴(kuò)束，再通過(guò)卡式望遠(yuǎn)鏡4持續(xù)擊打空間興趣碎片目標(biāo)1，對(duì)其提供恒定阻力及阻力矩，進(jìn)行降速與消旋；

測(cè)距測(cè)速激光發(fā)射子系統(tǒng)21由測(cè)距測(cè)速激光器22、波形及相位調(diào)制器23、測(cè)距測(cè)速擴(kuò)束鏡24組成；

回波接收子系統(tǒng)7由pin光電二極管38、測(cè)距測(cè)速解調(diào)電路39組成；

測(cè)距測(cè)速激光器22發(fā)出的1550nm連續(xù)激光經(jīng)波形及相位調(diào)制器23調(diào)制后通過(guò)測(cè)距測(cè)速擴(kuò)束鏡24擴(kuò)束，再通過(guò)卡式望遠(yuǎn)鏡4照射空間興趣碎片目標(biāo)1，其回波通過(guò)卡式望遠(yuǎn)鏡4后由pin光電二極管38傳感轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再經(jīng)測(cè)距測(cè)速解調(diào)電路39解調(diào)后，基于相位法及多普勒效應(yīng)計(jì)算得到空間興趣碎片目標(biāo)1的距離及速度信息，可對(duì)激光降速的效果進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估；

lid效果監(jiān)控分析子系統(tǒng)10由ccd面陣探測(cè)器9和lid圖像分析器40組成；空間興趣碎片目標(biāo)1通過(guò)卡式望遠(yuǎn)鏡4在ccd面陣探測(cè)器9上成像，再通過(guò)lid圖像分析器40進(jìn)行圖像處理與分析，對(duì)消旋的效果進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估；

自適應(yīng)聚焦子系統(tǒng)29由卡式望遠(yuǎn)鏡4和次鏡控制器28組成；卡式望遠(yuǎn)鏡4由次鏡3、主鏡16組成，主鏡16開(kāi)有中心孔27；次鏡控制器28可帶動(dòng)次鏡3沿主光軸17平移，實(shí)現(xiàn)變焦和聚焦；

主控制分析器11可對(duì)lid激光器13、測(cè)距測(cè)速激光器22進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制；可控制lid激光器13輸出激光脈沖的能量和重頻；給次鏡控制器28發(fā)送控制位移指令；用以啟動(dòng)成像分析器35、測(cè)距測(cè)速解調(diào)電路39與lid圖像分析器40，并接收它們的分析結(jié)果；

自適應(yīng)激光消旋系統(tǒng)共有五個(gè)光軸：主光軸17、測(cè)距測(cè)速接收光軸18、效果監(jiān)測(cè)光軸19、測(cè)距測(cè)速光軸25和圖像追蹤光軸30，這五個(gè)光軸位于同一平面，且主光軸17、圖像追蹤光軸30、效果監(jiān)測(cè)光軸19三者相互平行，測(cè)距測(cè)速接收光軸18與測(cè)距測(cè)速光軸25相互平行，主光軸17與測(cè)距測(cè)速光軸25垂直；

本發(fā)明提出的自適應(yīng)激光消旋系統(tǒng)按以下步驟進(jìn)行空間碎片的消旋：

(1)碎片追蹤

主控制分析器11發(fā)出指令啟動(dòng)成像分析器35，成像分析器35通過(guò)成像控制器34啟動(dòng)成像探測(cè)器32，成像探測(cè)器32獲取廣角鏡頭31視場(chǎng)范圍內(nèi)的空間碎片分布圖像，并將其通過(guò)成像控制器34送至成像分析器35進(jìn)行高速實(shí)時(shí)分析；成像分析器35從圖像中分離出空間興趣碎片目標(biāo)1，實(shí)時(shí)計(jì)算其中心離主光軸17的角度偏差，并將該角度偏差值傳送到主控制分析器11；主控制分析器11接收到該角度偏差值后，發(fā)出控制指令給電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)36，電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)36帶動(dòng)機(jī)身主體37轉(zhuǎn)至主光軸17與空間興趣碎片目標(biāo)1中心相交；

(2)實(shí)時(shí)對(duì)焦

主控制分析器11給次鏡控制器28發(fā)送控制指令帶動(dòng)次鏡3不斷沿主光軸17平移，此時(shí)，空間興趣碎片目標(biāo)1可見(jiàn)光輻射沿主光軸17依次通過(guò)主鏡16、次鏡3反射，穿過(guò)中心孔27，經(jīng)多色鏡26反射，再經(jīng)分光片8反射后，轉(zhuǎn)至效果監(jiān)測(cè)光軸19，被ccd面陣探測(cè)器9接收，形成空間興趣碎片目標(biāo)1可見(jiàn)光圖像；主控制分析器11啟動(dòng)lid圖像分析器40實(shí)時(shí)分析該圖像，計(jì)算圖像的高頻信息，直至高頻分量最大，此時(shí)為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，主控制分析器11給次鏡控制器28發(fā)送指令，停止次鏡的移動(dòng)；

(3)碎片降速和消旋

主控制分析器11發(fā)出指令啟動(dòng)lid激光器13，按默認(rèn)的脈沖能量和重頻發(fā)出脈沖激光，經(jīng)光功率放大器14進(jìn)行功率放大，然后經(jīng)擴(kuò)束鏡15擴(kuò)束，沿主光軸17方向依次穿過(guò)雙色鏡20、多色鏡26、中心孔27后，經(jīng)次鏡3反射、主鏡16反射后，聚焦至作用點(diǎn)2，激光脈沖持續(xù)打擊提供阻力與阻力矩，起到減速和消旋的作用；

(4)平動(dòng)降速實(shí)時(shí)評(píng)估

此時(shí)作用點(diǎn)2與空間興趣碎片目標(biāo)1中心重合，激光脈沖的阻力臂為0；此時(shí)lid激光脈沖僅提供阻力減速碎片，在擊打進(jìn)行的同時(shí)，進(jìn)行消旋效果的平動(dòng)降速實(shí)時(shí)評(píng)估，主控制分析器11發(fā)出指令啟動(dòng)測(cè)距測(cè)速激光器22，測(cè)距測(cè)速激光器22發(fā)出的1550nm連續(xù)激光經(jīng)波形及相位調(diào)制器23調(diào)制后通過(guò)測(cè)距測(cè)速擴(kuò)束鏡24擴(kuò)束，沿測(cè)距測(cè)速光軸25傳輸，經(jīng)雙色鏡20發(fā)射、沿主光軸17穿過(guò)多色鏡26、中心孔27后，經(jīng)次鏡3反射、主鏡16反射后，聚焦至作用點(diǎn)2，其回波信號(hào)沿反向傳播，依次通過(guò)主鏡16、次鏡3反射，穿過(guò)中心孔27，經(jīng)多色鏡26反射，再穿過(guò)分光片8后，沿測(cè)距測(cè)速接收光軸18傳輸，由pin光電二極管38傳感轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再經(jīng)測(cè)距測(cè)速解調(diào)電路39解調(diào)后，基于相位法及多普勒效應(yīng)計(jì)算得到空間興趣碎片目標(biāo)1的距離及沿主光軸17的實(shí)時(shí)平動(dòng)速度信息；

(5)自適應(yīng)平動(dòng)降速

主控制分析器11發(fā)出指令自適應(yīng)改變lid激光器13的脈沖能量和重頻，原則是降速快，適當(dāng)降低能量和重頻；降速慢，則適當(dāng)增加能量和重頻，不斷進(jìn)行步驟(2)至(4)，直至空間興趣碎片目標(biāo)1的實(shí)時(shí)平動(dòng)速度降為零；

(6)消旋實(shí)時(shí)評(píng)估

空間興趣碎片目標(biāo)1平動(dòng)速度降為零以后，僅剩下定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)速度，此時(shí)，空間興趣碎片目標(biāo)1可見(jiàn)光輻射沿主光軸17依次通過(guò)主鏡16、次鏡3反射，穿過(guò)中心孔27，經(jīng)多色鏡26反射，再經(jīng)分光片8反射后，轉(zhuǎn)至效果監(jiān)測(cè)光軸19，被ccd面陣探測(cè)器9接收形成的可見(jiàn)光圖像，由lid圖像分析器40進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，通過(guò)不同時(shí)刻的圖像序列分析，可計(jì)算出空間興趣碎片目標(biāo)1實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)速度及實(shí)時(shí)最大阻力臂作用點(diǎn)；

(7)自適應(yīng)消旋

主控制分析器11發(fā)出指令給電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)36，電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)36帶動(dòng)機(jī)身主體37轉(zhuǎn)至主光軸17與空間興趣碎片目標(biāo)1實(shí)時(shí)最大阻力臂作用點(diǎn)重合；重復(fù)步驟(2)與步驟(6)，直至空間碎片目標(biāo)1的定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)速度為0，此時(shí)空間興趣碎片目標(biāo)1相對(duì)于自適應(yīng)激光消旋系統(tǒng)的速度為零；可由碎片捕捉裝置方便地捕捉。