天基空间监视雷达系统相关技术探讨

空间态势感知能力是确保国家安全和经济利益的核心能力，而空间目标监视系统是其重要的支撑。由于地基监视系统受布站条件的限制和自然环境的影响，其观测能力和精度都受到很大的限制。本文介绍了天基空间监视雷达系统的概念和当前发展状况，并进行了框架意义上的天基空间监视雷达系统设计。     

基于天基光学观测的空间目标可见性分析

基于天基光学观测的空间目标可见性分析是天基空间监视系统中的关键问题之一。对基于天基光学观测的单颗监视卫星，本文综合考虑其几何可见性、光学可见性和设备可见性，建立了获取其实际可观测区域的数学模型，并给出了仿真计算结果。     

基于立体观测的空间目标天基光学监视定位

利用天基观测平台实现对空间目标的有效监视是空间监视的发展方向和必然趋势。本文提出充分利用天基光学观测灵活性,采用基于双／多星立体观测定位的方法,提高空间目标监视定位效能,并就系统观测条件进行分析。     

基于干扰观测器的天基观测航天器姿态控制设计

与地基空间目标监视系统相比,天基观测系统具有监视范围广,不受国界限制,观测精度高等优点,是未来空间目标观测技术的重要发展方向。但天基观测航天器工作时,相机转台的运动,太阳能帆板挠性部件的弹性振动与航天器的姿态运动相互影响,构成强耦合的非线性系统,传统的控制方案无法实现对这类天基观测航天器的高精度姿态控制。文章针对某一空间观测航天器的任务要求,设计了基于干扰观测器的前馈补偿航天器姿态控制系统,仿真实验结果表明:姿态角控制精度小于 0.06°,姿态角速度精度小于 0.03(°)/s,达到了精度要求。     

天基低轨空间监视雷达密集短弧观测数据的定轨应用研究

当天基雷达采用多波束扫描时,每次与空间目标交会可获取类似跟踪的观测数据。本文讨论了这些密集短弧观测数据在目标轨道改进中的应用。在没有测量时,采用矩阵Ricatti方程计算状态误差;引入观测数据时,比较了EKF和UKF两种滤波算法的轨道改进效果。仿真表明,UKF的收敛速度优于EKF;天基短弧观测数据可以很好地抑制误差发散,满足监视任务需求。     

基于大椭圆单星无源探测弹道导弹射向估计

天基预警系统是国家战略预警系统的重要组成部分,而单星探测预警是天基预警系统发展的必经历程和重要环节,传统方法多基于地球同步轨道卫星,对于高纬度地区估计精度很低。本文主要讨论单颗大椭圆预警卫星能否及早给出导弹射向估计的问题。通过建立弹道导弹飞行的动量模型,提出了基于单星观测视线对来袭导弹射向的估计算法,提高了单星观测情况下的预警精度。仿真计算结果表明,本文方法对于天基预警系统引导地基预警雷达具有较高的精度和很好的实用价值。     

空间监视的“千里眼”

作战讲究知己知彼,百战不殆,只有对自己和对方的情况都有透彻的了解才有胜算的把握,空间作战亦是如此,而空问监视网承担了知彼的重任。它能够监视运行在空间轨道上的卫星等各种目标的一举一动。在这个并不安宁的世界里,能够做到知彼的空间监视网,不言而喻是一个国家国防建设的重要组成部分。空间监视网包括各种地基雷达、卫星和跟踪望远镜及深空望远镜等,其中各种地基     

空间目标监视雷达技术探讨

本文分析了空间目标分布特性和国外空间目标监视技术发展趋势，提出了我国发展空间目标监视雷达需要注重研究的关键技术。     

天基观测目标卫星光度特性分析

从辐射理论出发,推导出两种卫星基本漫反射表面(柱体和平板)的辐射照度计算公式;基于J2000.0地心赤道惯性坐标系,分析了天基观测时太阳、目标卫星和观测卫星的位置矢量坐标,并进一步求出了它们之间的角度和距离关系,通过仿真算出了一定观测时间内目标卫星的视星等。仿真计算表明,天基观测由于不受地球曲率影响,且观测几何拉开,太阳相位角、观测距离变化范围较大,因此目标卫星视星等变化范围较大。     

轨道碎片探测:技术与问题

美国空间司令部的卫星档案和卫星编目,是分析所观测人造卫星群的主要数据源。大多数用户尚不完全了解这些数据的精度、局限和效用。由于目前又有200多个目标丢失了,实际编目的卫星总数已不到6500个。迄今已发表的卫星群分布和空间密度计算结果不足以说明数据库不完善的原因。美国空间司令部的另一数据源是雷达截面(RCS)编目。雷达截面数据容易受到很多因素的影响,这些影响可能导致很大的目标尺寸估计误差,可能达一个数量级甚至更大。由于弹道系数为假定值,且不能非常详尽地建立大气变化模型,因此往往过高地估计了低地球轨道(LEO)卫星碎片的轨道寿命。美国空间监视网(SSN)的个别探测器所提供的卫星数目和特征信息实际上比其整个网的还要多。     

《飞行器测控技术》1990年总目录

测控总体 火箭喷焰引起的电离层扰动及其对主动段折射修正的影响 天基雷达监视系统最佳化技术 GPS转发记录和接口系统 欧空局通信卫星监视设施的现状无线电测t (一)P.6一11(二)P.53一59(四)P.75一81(四)P.82一86美国弹道导弹目标特性测量雷达发展简况及其发展趋势雷达光机轴偏差的测量利用甚长基线干涉测量技术跟踪向步卫星利用脉冲载波相位提高距离测量精度的仿真研究‘用于同步轨道确定的地面站天线指向性能雷势目标散射截面的计算 欧洲空间局的新型多用途跟踪系统光测 帧转移电荷招合装置用于高速成象 光学动目标的检测算法遥测 全球…     

天/地基多平台空间目标光电观测时效性分析

针对如何部署光学探测设备才能更好实现对空间目标的高精度高频度监视问题,考虑光照条件、相对关系及探测性能,构建了天/地基空间目标探测与成像仿真模型;按照轨道特征选取了94颗LEO（Low Earth Orbit,低地球轨道）卫星、63颗GEO（Geosynchronous Earth Orbit,地球同步轨道）卫星和18颗大椭圆轨道卫星,选用春夏秋冬典型季节的特定时间长度,仿真分析了国内地基、南北极科考站、LEO卫星、准GEO卫星等多平台光电手段的位置探测和成像观测能力;比对分析地基平台纬度和季节、天基平台轨道高度和倾角对探测能力的影响得出：南北极科考站相比于国内站点可提高重点季节的探测时效性,98°倾角LEO平台对低轨目标成像时效性方面更具优势,等.在此基础上,提出了我国空间目标光电观测设备天地一体的布局构想.     

基于快速性能计算算法和序优化的卫星星座构型设计研究(英文)

卫星星座设计是一个复杂耗时的仿真优化设计问题。本文首先介绍了一种利用Hermite插值算法计算卫星星座性能指标的快速算法,用来减少计算复杂度和时间,并且基于快速算法建立了星座构型优化模型。其次引进了序优化理论,用来缩减搜索空间。针对星座优化问题,详细阐述了序优化所涉及到的精确和粗糙模型、有序性能曲线、选择规则和选择集合。通过对卫星导航星座和天基目标监视星座系统的仿真表明序优化理论对处理卫星星座优化设计问题是有效的。     

天基测控系统应用发展趋势探讨

基于中继卫星的天基测控系统将在我国航天测控系统中扮演越来越重要的角色,研究天基测控系统应用发展趋势,对支撑天基测控系统发展、引导技术及应用研究都有着重要意义。本文从我国基于中继卫星的天基测控系统应用需求分析入手,介绍了国内外天基测控系统应用现状,对我国天基测控系统应用发展趋势和相关关键技术进行了深入探讨,指出今后应加强中继链路设计分析与模拟验证工作,建议重点开展抗干扰抗截获技术、更高码速率传输技术以及多用户网络化技术等关键技术的研究和应用。     

一种基于一致性理论的卫星协同自主探测方法

为了提高天基空间碎片探测系统对空间碎片探测能力,研究了一种基于一致性理论的卫星协同自主探测方法,对系统中的卫星进行协同控制,从而实现对空间碎片进行最长时间的持续跟踪探测。探测星座利用招投标机制选取探测效果最好的卫星,空间碎片周围的卫星载荷再利用一致性理论,协同自主地指向空间碎片,以实现探测星座对空间碎片连续跟踪。仿真结果说明了该方法的有效性,1d内探测星座对典型空间碎片的最大连续观测时间由协同前的 6 min提高到了协同后的 39 min,提高了约 5倍,总观测时间由协同前的 1.5 h提高到 13 h,提高了约 8倍。该方法提高了观测效能,可为天基空间碎片探测系统提供一种对空间碎片协同探测的技术途径。     

欧洲猫2000系统中的多雷达数据处理

通过多雷达数据处理，不仅可以把雷达监视范围直接扩大到各台雷达所覆盖的全部空域，而且还能全面提高目标监视质量和系统自身的可靠性及抗冲击能力。多雷达数据处理是欧洲猫2000系统的重要功能，直接影响到系统航迹的质量。本文通过研究欧洲猫2000系统中的多雷达数据处理过程，为分析造成目标航迹丢失、航迹分离、虚假航迹等现象的原因提供参考。     

基于汇聚点观测的天基光学监视星座设计

针对地球静止轨道目标监视问题,提出了一种基于汇聚点观测的天基光学监视星座设计方法.研究分析了地球静止轨道目标分布特性,针对静止轨道目标在特定位置分布密度较大的特点,设计了监视星座对汇聚点区域进行重点观测的策略.分析了监视星座的轨道类型和传感器观测策略,提出采用太阳同步轨道设计监视星座和相应的汇聚点区域观测的方法.在满足对汇聚点观测要求及同步带重访周期为1d的条件下,对星座进行了设计.仿真结果表明：设计的4颗卫星组成的观测星座,对同步带目标的重访周期小于1d,24 h内的平均观测时间约为900 s,且能观测到更多的同步带目标.该方法可供工程应用参考.     

基于单星测轨进行LEO和GEO目标编目

针对既有天基探测的不足,本着降低卫星制造难度、使用复杂度,拓展监视对象的原则,针对编目测轨所需,论证设计了一个采用零倾角、9 000km高度轨道,装有7个可见光探测器,以空域监视方式支持空间目标编目测轨的构想。该构想只需1颗卫星,即可形成空间目标编目所需的测轨,独立支持LEO（低地球轨道）和GEO（地球同步轨道）目标的编目管理,具有战略、战术双重价值。     

中国民航应优先发展ADS-B应用技术

提高空中交通管理监视能力、加强航空企业对飞行运行的监视、改善航空器协同避撞性能,这是“十一五”期间我国航空运输业加快发展必须面对的问题。新一代ADS-B航行监视技术,为解决这些问题提供了有效的手段。因此,“十一五”期间——自动相关监视(ADS)技术,是基于卫星定位和地/空数据链通信的航空器运行监视技术。最初,ADS技术是为越洋飞行的航空器在无法进行雷达监视的情况下,希望利用卫星实施监视所提出的解决方案。在ADS概念下衍生的ADS-B——“广播式自动相关监视”技术,不仅成功应用于无雷达地区的远程航空器运行监视,而且与传…     

美洛克希德·马丁公司完成SBIRS软件评审

美国加利福尼亚州森尼韦尔的洛克希德·马丁（Lockheed Martin）航天系统公司，日前已经完成了对天基红外系统（SBIRS）导弹预警卫星飞行软件的全面评审。该飞行软件是为指挥和控制SBIRS导弹预警卫星而设计的。设计SBIRS的目的是，为全球范围的导弹发射提供预警，同时为导弹防御、技术情报和战场空间特征等任务提供保障。