杨维维 赵勇 陈小前 王振国

（国防科技大学航天与材料工程学院，长沙 410073）

1 引言

随着人类航天事业的快速发展，近地空间在轨运行航天器数量急剧攀升，大大提高了轨道飞行器碰撞的可能性。2009年2月10日美国“铱－33”卫星与已报废多年的俄罗斯“宇宙－2251”卫星相撞，这是首次在轨卫星相撞事件，使航天器在轨安全问题成为研究焦点。

目前国内外对航天器碰撞风险评估最常用的方法，是最小距离法和碰撞概率法。最小距离法相对简单，但虚警率高，易导致频繁轨道机动从而降低飞行效率，且不能提供量化的评估指标，不便于制定最优碰撞规避机动策略［1］。为了提高决策准确度并减少机动次数，美国航天飞机在2001年采用了基于碰撞概率法的防撞规避机动［2］。碰撞概率法综合考虑了航天器与目标的相遇几何关系和状态误差协方差，能更有效地进行碰撞风险评估。因此，近年来基于碰撞概率的空间目标碰撞预警和规避机动研究受到广泛关注。

本文首先描述了航天器相遇问题，介绍了航天器线性及非线性相对运动条件下几种典型碰撞概率计算方法并归纳了各方法的特点及适用性；同时，总结了某时刻的瞬时碰撞概率及最大瞬时碰撞概率的计算方法；最后分析了现阶段研究存在的问题及未来的研究方向。

2 航天器相遇问题描述

考虑到空间环境及状态测量的不确定性，一般采用椭球体描述质心位置测量误差分布。对于近圆轨道航天器，其速度方向基本与椭球最大主轴一致。……