张 宇，岳桂轩，李欣颖，芮小博，綦 磊,

（1.天津大学 精密仪器与光电子工程学院，天津300072；2.北京卫星环境工程研究所，北京100094）

0 引言

随着人类航天活动不断增加，空间碎片对在轨航天器运行安全的威胁日渐凸显。为能够及时发现和修复航天器遭受空间碎片碰撞造成的损伤，亟需开展碰撞定位技术研究。

根据原理不同，碰撞定位技术可分为红外成像法、电阻薄膜法、光纤光栅法和声发射法等。红外成像法使用红外相机获取被测物体表面温度场分布进行碰撞定位，在检测形貌比较复杂的物体时效果不佳。电阻薄膜法利用碰撞会使传感器表面产生形变或穿孔从而导致传感器自身电阻发生变化的原理，通过实时监测各传感器的电阻变化进行碰撞定位。近年来，已有学者使用聚偏氟乙烯（PVDF）材料研制出具有良好检测灵敏度的柔性薄膜传感器，但由于需要进行大面积传感器布置，电阻薄膜法的硬件系统均较为复杂。光纤光栅法通过布置分布式光纤光栅传感器监测被测物体各个位置的物理参数进行碰撞定位，传感器可安置在物体表面或嵌入复合材料内部，后者成为制造智能材料的一种方式。光纤光栅法同电阻薄膜法一样需要布置大量传感器，以致系统结构复杂。比较而言，声发射法具有结构简单、灵敏度高、检测速度快等优点，因此得到广泛使用。

到达时间差（time difference of arrival,TDOA）法是较为常用的声发射碰撞定位方法，通过判断信号到达各个传感器的时间差计算碰撞源与各个传感器之间的距离，并据此最终计算得到碰撞源位置。……