低軌道衛星コンステレーションの光度特性を正確にモデル化し、地上観測への干渉影響を評価するために、本論文はStarlink衛星を代表例として、その光度モデル、観測幾何特性、および天文観測への影響規則を体系的に研究した。まず、NEOSSatの宇宙観測データに基づき、昼側および夜側の光度モデルを構築し、衛星の明るさが位相角に応じて変化する特徴を定量的に記述した。次に、コンステレーションの軌道パラメータと光学幾何学的関係を組み合わせ、宇宙光度計測と地上シミュレーションを融合した効率的な評価手法を提案し、衛星の反射輝度、露光時間、尾跡効果を総合的に考慮して衛星尾跡数の予測モデルを構築した。最後に、地上多視野観測実験システムを構築し、単一視野と二重視野の比較実験を通じて、異なる検出等級限界および視野条件下での観測能力を検証した。結果は、Starlink衛星の平均等級がおよそ6.9 ± 0.9であり、昼夜側モデルの適合度はそれぞれR²=0.54および0.85であることを示した。衛星尾跡数は露光時間とほぼ線形関係にある。地上実験では、二重視野システムが同条件下で単一視野の約2倍の観測対象数を示し、宇宙物体の探査範囲を効果的に拡大した。本研究は、多元的な観測融合による低軌道衛星の光度定量評価フレームワークを確立し、地上天文台の観測戦略最適化および干渉回避策策定のための理論的根拠とデータを提供する。

低軌道衛星;光度モデル;宇宙観測;地上観測;多視野観測