国外天基预警雷达系统发展现状及关键技术

美军雷达武器现状及发展趋势美军雷达武器是美国军事力量的重要组成部分，它们在现代战争中扮演着至关重要的角色。

随着科技的不断发展，美军的雷达武器也在不断进行更新和改进，以适应不断变化的战场需求。

本文将对美军雷达武器的现状及发展趋势进行全面解析。

一、美军雷达武器现状1. 陆军雷达系统美军陆军拥有多种不同类型的雷达系统，包括AN/TPQ-53 主动相控阵雷达、AN/TPQ-50 静止式多功能雷达、AN/TPQ-48 轻型远程雷达等。

这些雷达系统在侦察、监视、指挥和控制等方面发挥着重要作用，为美军提供了重要的战场信息支持。

2. 海军雷达系统美军海军拥有一系列先进的舰载雷达系统，包括SPY-1 相控阵雷达、AN/SPS-48 3D雷达、AN/SPS-73 海域搜索雷达等。

这些雷达系统不仅能够帮助舰船进行远程目标探测和跟踪，还可以进行空中、水面和水下目标的探测和追踪，为海军作战提供了重要的支持。

1. 多功能化未来，美军雷达武器将更加注重多功能化，即在同一个雷达系统上集成多种不同的功能模块，实现目标搜索、跟踪、识别和导引等多种功能，提高雷达系统的灵活性和多样化能力。

2. 网络化美军将加大对雷达系统的网络化建设力度，即不同雷达系统之间能够实现信息共享和协同作战，将雷达系统纳入整体作战网络中，提高保障作战的一体化能力。

3. 自动化未来，美军将更加注重雷达系统的自动化能力，即通过人工智能和自主控制技术，使雷达系统能够更加智能化和自主化，减轻作战人员的负担，提高作战效率和可靠性。

4. 抗干扰未来，美军将更加注重对雷达系统的抗干扰能力，即加强雷达系统对电子战和网络攻击的抵御能力，确保雷达系统在复杂电磁环境下能够稳定可靠地运行。

5. 小型化未来，美军将加大对雷达系统小型化和轻型化的研究力度，即研发更加紧凑、轻便、便携的雷达系统，以适应未来作战场景的需要。

美军雷达武器在不断发展和改进，以适应不断变化的战场需求，将更加注重多功能化、网络化、自动化、抗干扰和小型化等方面的发展。

442019.04军事文摘装 备美国防空反导系统雷达新技术发展及应用赵 飞　郭凯丽面对导弹技术的扩散、五代机的入役和高超声速武器等新威胁的出现，美军的防空反导系统面临着日益严重的威胁，目标识别难题也更加严重。

为进一步提升探测跟踪及目标识别能力，增强防空反导系统的作战能力，美国近年来从雷达新体制、新器件等多个方面，加大雷达新技术的研究力度。

美国防空反导雷达部署及不足导弹预警雷达和天基红外预警卫星是美军主要防空反导预警装备。

目前，美军导弹预警雷达主要包括固定阵地的3部升级型早期预警雷达、2部铺路爪雷达、1部丹麦眼镜蛇雷达，以及移动型海基X波段雷达、前置型X波段雷达A N/TPY-2、巡洋舰和驱逐舰装备的宙斯盾系统雷达AN/SPY-1、陆军爱国者系统雷达AN/MPQ-53/65等。

其中，早期预警雷达、铺路爪雷达和丹麦眼镜蛇雷达是地基中段防御系统的预警雷达，分别工作在P波段和L波段，由于频率低、带宽窄，不具备目标识别能力。

前置型AN/TPY-2雷达对来袭弹头的识别距离有限，主要用于跟踪早期飞行阶段的导弹。

“宙斯盾”系统的AN/SPY-1雷达工作在S波段，“爱国者”系统的AN/MPQ-53/65雷达工作在C波段，频率低且作用距离有限，用于对拦截弹的末段制导。

海基X波段雷达具有高分辨能力，但最初建造目的是用于试验，不具备作战系统所需的可靠性和实用性，且雷达波束角度范围（即电子视场）只有25°，限制了雷达处理呈大角度分散的多目标的能力。

因此，美国防空反导系统利用现有雷达进行目标识别的能力尚有欠缺。

美军目前主要依靠X波段雷达解决防空反导系统目标识别的问题。

2012年以来，美国相继提出多项方案，以改善对来袭导弹的目标识别性能，主要包括：在早期预警雷达附近部署堆叠式A N/TPY-2雷达或X波段非相控阵雷达；将夸贾林靶场的GBR-P 雷达样机升级后部署至东海岸；以及新建S 波段远程识别雷达（LRDR），部署在阿拉斯加州克2019.04军事文摘铺路爪雷达相控阵天线阵列位于阿拉斯加的美军早期预警雷达境能力的智能、动态的闭环雷达系统，可实现对外界环境的连续感知，并实时、智能化地调节发射波形，雷达在发射、环境和接收之间形成一个闭环系统。

雷达技术的发展及其应用前景雷达技术是一项重要的电子技术，用于侦测并测量目标或反射体位置、速度和方向等信息，从而实现效能高、精度高的目标跟踪和实时监测。

雷达应用广泛，包括军事、民用、商用等领域。

近年来，随着技术的进步和市场的需求，雷达技术得到了迅速的发展。

本文将对雷达技术的发展历程和应用前景进行探讨。

一. 雷达技术的发展历程雷达技术起源于二战期间，主要是为战争需要而发展起来的。

最初的雷达系统受到了许多限制，主要是因为技术水平的限制和设备的不完善。

随着科学技术的进步和电子技术的不断发展，雷达技术得到了逐步完善和发展，主要包括以下几个方面：1. 信息处理能力得到提升传统雷达系统只能提供距离和速度等基本信息，而现代雷达技术则可以提供更为丰富的信息，如目标的方向、形状、材料等。

这是因为现代雷达技术不仅具备高精度的距离测量和速度测量能力，还具备复杂信号处理和数据分析能力。

2. 多功能化成为发展趋势现代雷达系统不仅具备距离测量和速度测量能力，还能实现目标识别、空中目标防御、自适应信号处理等多种功能。

多功能化是现代雷达系统发展的趋势。

3. 大规模集成电路技术的应用随着大规模集成电路技术的不断成熟和应用，雷达得到了更高的集成度和更小的体积，从而实现了雷达系统的智能化和便携化。

4. 新型雷达技术的研究和发展包括合成孔径雷达(SAR)、相控阵雷达(APR)、多普勒雷达等新型雷达技术的研究得到了极大的发展，可以更好地满足用户的需求，并为雷达技术的应用拓展提供了新的手段和途径。

二. 雷达技术的应用前景随着雷达技术的不断发展和应用，雷达技术得到了广泛的应用，并形成了一些重要的应用领域，包括以下几个方面：1. 军事领域雷达在军事领域中有着广泛的应用，主要包括侦察、监控和目标识别等。

雷达技术可以实现对空中、地面和水面的扫描和检测，为军事武器的瞄准和识别提供了重要的支持。

近年来，随着国防技术的不断升级和新型武器的研发，雷达技术的应用领域也在不断扩展。

浅析国内外天基预警系统的现状和发展趋势【摘要】天基预警系统作为现代化战争中获取信息的重要手段，其重要地位已经越来越凸显出来。

鉴于当前天基预警系统的重要战略地位，各国都在竞相开发此系统。

本文重点介绍了国外天基预警系统的现状，简要阐述了其发展趋势，并对我国在天基预警系统的发展方向提出了自己的一些见解。

【关键词】天基预警系统预警卫星搜集探测捕捉1 引言天基预警系统，又称为空间预警系统，在国家防御战略中居于重要的地位，是导弹防御系统的最前端。

20世纪90年代以来的局部战争表明，大气层外的空间已成为联合作战中获取对方军事信息的重要领域，天基预警系统对情报的监视和侦察则是作战系统的重要组成部分。

天基预警系统的核心是预警卫星，主要用于对导弹的早期预警，预警卫星上装有红外探测器和电视摄像机等设备，根据导弹发射时的目标特征实施监视、跟踪和定位。

天基预警系统对远程弹道导弹一般可以提供15-30 min预警时间；对近程导弹也能提供几分钟的防御准备时间。

天基预警系统在导弹防御中起着关键的作用，预警系统能否及时、准确地发出预警信息，将决定着整个反导作战的成败。

2 当前国外天基预警系统的现状当前世界上已经形成的比较完善的预警卫星系统的主要有美国的DSP （defense suppoprogram）和SBIRS（spacd-basinfrared system）系统以及俄罗斯的天基预警系统。

美国是最早开始天基预警系统研究的国家，也是迄今为止与实战结合最紧密的国家，相对来说，俄罗斯预警卫星总体水平远不及美国，所以这里主要以介绍美国天基预警卫星为主，阐述一下美国天基预警系统现状。

美国现阶段的卫星预警系统主要分为两大部分，分别是DSP和SBIRS，下面来做详细的介绍。

2.1 国防支援计划（DSP）美国国防支援计划卫星系统的第一颗卫星于1970年11月发射，目前的在轨卫星均属于第三代。

该卫星预警系统星座是由5颗DSP卫星组成，其中的3颗为较新的工作卫星，2颗为较老的备用卫星。

军 事 纵 横美国天基预警系统发展分析张保庆天基预警系统探测范围广、预警时间长，可为弹道导弹防御和实施反击提供及时预警信息。

美国最先发展天基预警卫星系统，先后部署了多种型号的天基预警系统，包括“国防支援计划”“天基红外系统”“空间跟踪与监视系统”等。

当前，美国已形成了高低轨结合，预警、跟踪和识别功能复合的天基预警系统，性能先进，可为美国提供强大的弹道导弹预警能力。

美国天基预警系统发展现状天基预警系统是美国反导体系的重要组成部分，可以为国家领导、作战指挥官、情报机构以及其他关键决策人员提供及时、可靠、准确的导弹预警与红外监测信息，使美国在全球导弹发射探测、弹道导弹防御、技术情报搜集及战时态势感知等方面的能力极大增强。

美国现役天基预警系统主要包括4颗“国防支援计划”（DSP）卫星、3个“天基红外系统”大椭圆轨道卫星载荷、2颗“天基红外系统”（SBIRS）地球同步轨道卫星和2颗“空间跟踪与监视系统”（STSS）低轨卫星。

DSP卫星系统 DSP卫星系统是美国部署的第一种实用型预警卫星系统，先后研制部署了三代，共23颗卫星。

经过三代发展，DSP卫星在探测战略弹道导弹方面已达到相当成熟的实战水平。

然而，由于技术原因，DSP卫星系统存在一些问题，如无法跟踪中段飞行的导弹、扫描速度过慢、对国外设站依赖性强、存在虚警现象等。

而且DSP卫星系统对助推段燃烧时间短、射程近的战区导弹的探测能力十分有限，难以留有充足预警时间。

鉴于以上因素，美国决定不再继续发展DSP卫星系统，重点发展SBIRS卫星系统和STSS卫星系统，以逐步取代DSP卫星系统。

当前，仅有4颗DSP卫星在轨服役，卫星位于地球同步轨道，主要任务是为美国指挥机构和作战司令部提供导弹发射的探测和预警。

SBIRS卫星系统美国于1995年提出发展SBIRS卫星系统，最初的方案是构建一个由4颗地球同步轨道（GEO）卫星、2个大椭圆轨道（HEO）有效载荷和24颗低地球轨道（LEO）卫星以及地面系统组成的有机整体。

国外毫米波雷达制导技术的发展状况通常毫米波是指30～300GHz频域(波长为1～10mm)的电磁波。

毫米波的波长介于厘米波和光波之间，因此毫米波雷达制导兼有微波制导和光电制导的优点。

同厘米波导引头相比，毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。

与红外、激光、电视等光学导引头相比，毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。

另外，毫米波导引头的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波导引头。

一、毫米波雷达制导技术的发展历国外毫米波雷达制导技术研究始于20世纪70年代，80年代初研制成工程化导引头，并进行了挂飞试验。

但由于采用分立器件，工艺复杂，价格昂贵，妨碍了部署使用。

从1986年开始，美国国防部为了解决毫米波分立元器件离散以及价格昂贵的问题。

由国防高级研究项目局(DARPA)发起并主持了一项历时近8年(1986～1994年)的微波鹰米波单片集成电路计划(MIMIC)。

该计划旨在开发1～100GHz频率范围内的各种单片集成电路，并要求成本低、性能好、体积小、可靠性高和具有批量生产能力。

该计划的顺利实施并完成，直接推动了毫米波制导技术的飞跃发展。

20世纪90年代以来，随着军事斗争对毫米波制导需求的增长，以及在研制毫米波发射机、接收机、天线和无源器件等各个方面的重大突破，毫米波制导技术的发展进入了一个新的阶段。

二、毫米波雷达制导技术的发展现状近几年，随着计算机技术、毫米波固态技术、信号处理技术、光电子技术以及材料、器件、结构、工艺的发展，固体共形相控阵天线和毫米波集成电路技术等相关技术的成功应用为毫米波导引头性能的提高打下了良好的基础。

毫米波导引头的关键技术之一是天线技术。

常用的毫米波雷达天线有以下几种：反射面天线、透镜天线、喇叭天线、介质天线、漏波天线、微带天线、相控阵列天线等。

固态共形相控阵天线由于采用固态器件，能实现导引头头罩与天线合二为一，充分利用了导弹的有效空间，使复合探测更容易实现，是非常理想的弹载天线系统，正得到世界各国的高度重视。

预警系统国内外研究现状预警系统是一种重要的信息管理工具，它可以帮助组织和个人及时发现潜在风险并采取相应的措施。

目前，国内外对于预警系统的研究已经取得了一定的进展。

国内研究现状国内研究者对预警系统的研究主要集中在以下几个方面：1. 技术研究：国内的学者在预警系统的技术研究方面取得了一些成果。

他们关注于预警系统的数据采集、数据分析和预测算法等方面，以提高预警系统的准确性和可靠性。

技术研究：国内的学者在预警系统的技术研究方面取得了一些成果。

他们关注于预警系统的数据采集、数据分析和预测算法等方面，以提高预警系统的准确性和可靠性。

2. 应用研究：国内的研究者也在探索预警系统在不同领域的应用。

例如，预警系统在金融行业的应用，可以帮助监测市场波动，提供及时的风险预警。

应用研究：国内的研究者也在探索预警系统在不同领域的应用。

例如，预警系统在金融行业的应用，可以帮助监测市场波动，提供及时的风险预警。

3. 政策研究：国内的一些研究机构也在研究预警系统相关的政策和规范。

他们关注于如何制定有效的预警政策，以及如何保护个人隐私和数据安全。

政策研究：国内的一些研究机构也在研究预警系统相关的政策和规范。

他们关注于如何制定有效的预警政策，以及如何保护个人隐私和数据安全。

国外研究现状与国内相比，国外对预警系统的研究更加广泛和深入。

以下是一些国外研究的主要内容：1. 应急管理：国外的研究者将预警系统与应急管理结合起来，致力于发展更高效、快速的应急响应系统。

他们关注于如何在自然灾害、恐怖袭击和公共卫生事件等紧急情况下提供及时的预警信息。

应急管理：国外的研究者将预警系统与应急管理结合起来，致力于发展更高效、快速的应急响应系统。

他们关注于如何在自然灾害、恐怖袭击和公共卫生事件等紧急情况下提供及时的预警信息。

2. 社交媒体分析：随着社交媒体的兴起，国外的研究者开始研究如何利用社交媒体数据进行预警系统的构建和分析。

他们通过监测社交媒体上的信息和用户行为，提前预测事件的发生和演变。

雷达技术发展历程及未来发展趋势一、引言雷达技术是一种利用电磁波进行探测和测量的无线通信技术。

它在军事、航空、气象、导航等领域具有重要的应用价值。

本文将介绍雷达技术的发展历程以及未来的发展趋势。

二、雷达技术的发展历程1. 早期雷达技术的发展早期的雷达技术主要用于军事目的，用于探测敌方飞机和导弹的存在和轨迹。

20世纪30年代，英国科学家罗伯特·沃森-瓦特发明了第一个工作的雷达系统。

在第二次世界大战期间，雷达技术得到了广泛应用，对于战争的胜利起到了重要的作用。

2. 雷达技术的发展进步随着科技的进步，雷达技术得到了迅速的发展。

20世纪50年代，雷达技术开始应用于民用领域，如航空、气象、导航等。

雷达系统的探测距离和精度也得到了大幅提升。

此外，雷达技术还得到了微波、数字信号处理等技术的应用，使得雷达系统更加灵敏和高效。

3. 雷达技术的应用拓展随着科学技术的不断进步，雷达技术的应用范围也不断拓展。

除了军事、航空、气象、导航等领域，雷达技术还应用于交通监控、地质勘探、环境监测等领域。

雷达技术的发展促进了人类社会的进步和发展。

三、雷达技术的未来发展趋势1. 高精度与高分辨率未来雷达技术的发展趋势是追求更高的精度和分辨率。

通过引入新的信号处理算法和技术，雷达系统可以实现对目标的更准确的探测和测量。

同时，高分辨率的雷达系统可以提供更详细的目标信息，使得雷达技术在各个领域的应用更加广泛。

2. 多功能雷达系统未来的雷达系统将趋向于多功能化。

传统的雷达系统通常只能完成特定的任务，如探测目标的存在和轨迹。

然而，随着技术的发展，未来的雷达系统将具备更多的功能，如目标识别、目标跟踪、目标分类等。

这将使得雷达系统在各个领域的应用更加灵便和多样化。

3. 雷达与其他技术的融合未来雷达技术的发展趋势是与其他相关技术的融合。

例如，雷达技术可以与无人机技术结合，实现对无人机的监测和控制。

此外，雷达技术还可以与人工智能、大数据等技术相结合，提高雷达系统的智能化和自动化水平。

气象雷达技术的研究现状与应用随着天气的多变和严峻，对于气象雷达技术的研究与应用也越来越重要。

气象雷达技术是基于物理学原理，通过信号的方式来反映大气中的水分、雨滴、冰块等的运动状态，十分重要的是，气象雷达技术在监测气象灾害等方面具有不可替代的作用。

近年来，随着国际气象科学技术的不断发展和进步，气象雷达技术的研究与应用也得到了极大的促进。

本文将从现状和应用两方面探讨气象雷达技术的发展。

一、气象雷达技术的研究现状1. 国内外的研究进展近年来，国内外对于气象雷达技术的研究取得了显著进展。

在国外方面，美国的气象雷达技术一直处于世界领先地位，主要集中在气象雷达的制造和算法的研发方面。

早在第二次世界大战后，美国就开始了气象雷达研究的工作，并于1948年成功研制出第一台雷达。

此后，气象雷达技术在美国得到了飞速的发展和应用。

欧洲地区的气象雷达技术也逐渐向成熟状态转变，主要集中在汽车、飞机和雷达设备上的研究和应用方面。

在国内方面，气象雷达技术的研究也在不断深入。

目前，我国已经能够通过气象雷达技术获得较为准确的气象信息，以便于及时监测、预警和应对各种气象灾害。

2017年，我国成功研制出了第一台C波段气象雷达，并成功开展了在全国各地的应用试验。

此后，我国的气象雷达技术持续发展和提升，在理论和实践方面都取得了显著的进展。

2. 气象雷达技术研究难点和重点虽然气象雷达技术在研究和应用方面都取得了显著的进展，但是在研究中还存在不少难点和重点。

首先，对于气象雷达技术基本原理的解析和研究是最为基础的。

其次，对于气象雷达技术的信号处理和反演算法的研究也是非常重要的。

此外，气象雷达技术在研究中还存在着天气态研究、雷达网络研究、图像处理研究等一系列的难点问题。

二、气象雷达技术的应用1. 气象灾害的监测和预警近年来，随着气候变化和人类活动的影响，各种气象灾害的发生频率和严重程度也在不断升高。

其中，暴雨、洪水、山洪、台风等是我国常见的气象灾害。

雷达技术发展历程及未来发展趋势一、发展历程雷达（Radar）是一种利用电磁波进行探测和测量的技术。

它最早起源于20世纪初的无线电通信领域，随着科学技术的不断进步，逐渐发展成为一种重要的军事和民用应用技术。

1. 早期发展：雷达的概念最早由英国科学家罗伯特·沃森-瓦特（Robert Watson-Watt）于20世纪20年代初提出。

他的研究目标是利用无线电波来探测飞机，以应对潜在的空袭威胁。

在第二次世界大战期间，雷达技术得到了快速发展和广泛应用，成为军事领域的重要装备。

2. 技术突破：随着电子技术的进步，雷达技术也得到了快速发展。

20世纪50年代，脉冲雷达和连续波雷达成为主流技术，应用于航空、航海、气象等领域。

20世纪60年代，相控阵雷达和多普勒雷达的浮现进一步提高了雷达的性能和应用范围。

3. 进一步应用：20世纪70年代以后，雷达技术开始在民用领域得到广泛应用。

例如，气象雷达可以用于天气预报温和象研究；交通雷达可以用于车辆探测和交通管理；地质雷达可以用于地下勘探和资源探测等。

雷达技术的应用领域不断扩展，为人类社会的发展做出了重要贡献。

二、未来发展趋势随着科学技术的不断进步和社会需求的不断增长，雷达技术将继续发展并迎来新的机遇和挑战。

1. 高精度和高分辨率：未来雷达技术的发展趋势之一是提高测量精度和分辨率。

随着微波和毫米波技术的突破，雷达系统可以实现对目标的更精确探测和跟踪，为军事、航空、航天和地质勘探等领域提供更可靠的数据支持。

2. 多功能集成：未来雷达系统将趋向于多功能集成。

传统的雷达系统主要用于目标探测和跟踪，而未来的雷达系统将具备更多的功能，如通信、导航、遥感等。

这将使得雷达系统在军事和民用领域的应用更加广泛，同时也提高了雷达系统的综合效能。

3. 主动探测和隐身技术：未来雷达技术将更加注重主动探测和隐身技术的发展。

主动探测技术可以通过主动发射信号主动探测目标，提高雷达系统的探测能力。

美国导弹防御地基雷达的发展现状奥巴马总统上台后，美俄关系期望有所缓解，而欧洲导弹防御系统的建设成为两国调整签署战略核武器条约的重要关注点：欧洲导弹防御系统计划在波兰部署地基拦截弹，在捷克部署导弹防御地基雷达(CBR)。

虽然美国一再否认，俄罗斯军方也一直质疑导弹防御地基雷达(GBR)的目标识别能力，但俄罗斯还是坚定地认为建设欧洲导弹防御系统的真实目的不是针对伊朗，而是针对俄罗斯那么，导弹防御地基雷达(CBR)威胁程度到底如何?它在地基导弹防御中起什么作用?为何引起俄罗斯如此重视，成为美俄关系缓解的重要关注点?奥巴马总统缘何最后忍痛割爱，但明确将在其它地方建设。

美国导弹防御地基雷达(通常又称为多功能地基雷达)工作在X波段，是集搜索、截获、跟踪、制导、杀伤效果评估等为一体的多功能地基雷达，最重要的功能是目标识别，对付具有各种突防手段的弹道导弹，从弹头目标群中识别出真弹头和诱饵，制导拦截弹对真弹头实施攻击导弹防御地基雷达伴随着美国政府导弹防御政策和导弹防御计划的发展而发展从里根总统提出"星球大战"计划，到老布什、克林顿总统的"战区导弹防御计划(TMD)"、"国家导弹防御计划(NMD)"，再到小布什总统的"一体化导弹防御计划(BMD)"，可以说，美国导弹防御地基雷达(GBR)围绕着弹道导弹防御拦截的三个阶段(实际重点是末段高层拦截和中段拦截两个阶段)，已形成两大体制系列四类实用装备。

所谓两大体制系列，即小规模大电扫范围体制、大规模小电扫范围体制(电扫即通过模拟或数字移相器而非机械旋转实现波束在空间的扫描)所谓四类实用装备，即用于末段高层拦截的机动式，用于中段拦截的机动前置式、可移动式和相对大型固定式。

小规模大电扫范围体制GBR用于末段高层反导的THAAD-GBR用于弹道导弹末段高层拦截的THAAD-GBR 雷达是X波段固态多功能相控阵雷达，是末段高层防御系统的制导雷达，是反导拦截系统中的一个重要组成部分，承担威胁目标探测与跟踪，威胁分类和来袭战区弹道导弹的落点估计等任务。

第二讲国内外地质雷达技术发展状况地质雷达是一种非侵入式的地下物质探测技术，广泛应用于地质调查、水文勘测、矿产资源勘探、环境监测等领域。

本文将介绍国内外地质雷达技术的发展状况。

国外地质雷达技术的发展较早，并且取得了一系列重要的研究成果。

20世纪60年代，美国研发出第一款地质雷达系统，可以实现对地下物质的探测和成像。

此后，美国加大了对地质雷达技术的研究力度，推出了多款功能更加强大的地质雷达系统。

其中，双频雷达系统可以同时获取高质量的地下图像和物质信息，适用于地质调查和矿产勘探；高分辨率雷达系统能够实现对较密集地下物质的快速定位和探测，并广泛应用于建筑工程勘测和土壤质量评估等领域。

同样，欧洲许多国家也在地质雷达技术上进行了较为深入的研究。

英国在20世纪70年代开发出了多频地质雷达系统，可以对地下多个不同的物质进行探测和分析。

法国、德国、意大利等国家也在地质雷达成像技术上作出了重要贡献。

此外，澳大利亚在地质雷达技术应用方面取得了显著进展，主要用于矿产勘探和水文地质调查。

国内地质雷达技术的发展起步较晚，但在近年来取得了较大的进展。

中国科学院地理科学与资源研究所在上世纪80年代开始研究地质雷达技术，并在90年代末开发出了国内首款地质雷达系统。

随着技术和设备的不断升级，中国的地质雷达系统不断完善，并且在应用方面也有了广泛的拓展。

目前，中国的地质雷达技术已经进一步提升，研制出了多个型号的地质雷达系统。

例如，单频雷达系统可以实现对地下物质的深度探测和成像，适用于地质勘探和工程测量；多频雷达系统具有更高的分辨率和探测灵敏度，适用于水文地质勘测和环境监测等领域。

此外，中国还开展了地质雷达技术的应用研究，例如在南海油田勘探中成功应用了地质雷达技术，实现了对海底地层的快速勘探和评估。

总的来说，国内外地质雷达技术在近年来都取得了较大的发展。

国外地质雷达技术较早研发并且取得了显著的研究成果，在系统性能和应用领域上具有一定的优势。

㊀V o l ．３２㊀N o ．５㊀１１０㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程S P A C E C R A F TE N G I N E E R I N G ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３２卷㊀第５期㊀２０２３年１０月国外天基空间目标监视系统发展综述邹润㊀刘阳㊀臧晴㊀魏斌斌㊀刘春恒㊀侯进永㊀周宇翔(军事科学院系统工程研究院,北京㊀１００１９１)摘㊀要㊀梳理了美国天基空间目标监视系统发展历史及现状,通过美国发射的典型技术试验卫星和空间监视装备总结出抵近详查卫星㊁广域监视卫星㊁子母卫星３个天基空间监视系统发展的方向.详细介绍了典型空间目标监视系统:天基空间目标监视系统(S B S S )㊁地球同步轨道空间态势感知计划(G S S A P )㊁空间增强型同步轨道实验平台卫星(E A G L E )㊁快速在轨空间技术和评估环(R O O S T E R ).阐述了４种先进空间监视系统的基本信息㊁任务需求及技术指标.在此基础上,根据美国天基空间目标监视系统技术特点及发展方向,结合国内情况,提出了相关建议.关键词㊀空间目标;天基;空间目标监视系统;态势感知中图分类号:V １１㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀D O I :１０ ３９６９/ji s s n １６７３Ｇ８７４８ ２０２３ ０５ ０１６O v e r v i e wo fD e v e l o p m e n t o f F o r e i g nS pa c e Ｇb a s e d S p ac eT a r g e t S u r v e i l l a n c e S ys t e m Z O U R u n ㊀L I U Y a n g ㊀Z A N G Q i n g ㊀W E IB i n b i n ㊀L I U C h u n h e n gHO UJ i n y o n g ㊀Z HO U Y u x i a n g(I n s t i t u t e o f S y s t e m E n g i n e e r i n g ,A c a d e m y o fM i l i t a r y S c i e n c e s ,B e i j i n g １００１９１,C h i n a )A b s t r a c t :F i r s t l y ,t h i s p a p e r r e v i e w s t h e d e v e l o p m e n t h i s t o r y a n dc u r r e n t s i t u a t i o no f t h e s pa c e Ｇb a s e d s p ac e t a r g e t s u r v e i l l a n c e s y s t e mi n t h eU n i t e dS t a t e s ,a nd s u mm a r i ze s t h e d e v e l o pm e n t d i Ｇr e c t i o no f t h r e e s p a c e Ｇb a s e ds p a c e s u r v e i l l a n c e s y s t e m s ,n a m e l yp r o x i m i t y d e t a i l e ds u r v e y sa t e l Ｇl i t e ,w i d e Ｇa r e am o n i t o r i n g s a t e l l i t e ,a n d s ub Ｇp a r e n t s a t e l l i t e ,t h r o u g h t h e t y p ic a l t e c h n o l o g y t e s t s a t e l l i t e s a n ds p a c es u r v e i l l a n c ee q u i p m e n t l a u n c h e db y t h e U n i t e dS t a t e s ．T y p i c a l s p a c et a r ge t m o n i t o r i n g s y s t e m sa r ed e s c r i b e di nd e t a i l :t h eS p a c e Ｇb a s e dS p a c e T a r g e t M o n i t o r i n g S y s t e m (S B S S ),t h eE a r t hS y n c h r o n o u sO r b i t S p a c e S i t u a t i o nA w a r e n e s sP r o g r a m (G S S A P ),t h e S pa c e E n h a n c e dS y n c h r o n o u sO rb i tE x p e r i m e n t a l P l a t f o r m S a t e l l i t e (E A G L E ),a n d t h eR a pi d i n Ｇo r b i t S p a c eT e c h n o l o g y a n dE v a l u a t i o nR i n g (R O O S T E R )．T h eb a s i c i n f o r m a t i o n ,t a s kr e qu i r e m e n t s a n d t e c h n i c a l i n d e x e s o f f o u r a d v a n c e d s p a c em o n i t o r i n g s y s t e m s a r e d e s c r i b e d ．O n t h i s b a s i s ,t h e r e l e v a n t s u g g e s t i o n s a r e p u t f o r w a r db a s e d o n t h e t e c h n i c a l c h a r a c t e r i s t i c s a n d d e v e l o pm e n t d i r e c Ｇt i o no f t h eU Ss p a c e Ｇb a s e ds p a c e t a r g e tm o n i t o r i n g s y s t e m ,c o m b i n e dw i t ht h ed o m e s t i cs i t u a Ｇt i o n ．K e y wo r d s :s p a c e t a r g e t ;s p a c e Ｇb a s e d ;s p a c e t a r g e tm o n i t o r i n g s y s t e m ;s i t u a t i o na w a r e n e s s 收稿日期:２０２３Ｇ０２Ｇ１７;修回日期:２０２３Ｇ０９Ｇ２７作者简介:邹润,男,硕士研究生,从事空间目标监视研究工作.通讯作者:刘阳,女,博士,研究员,从事电子对抗和光电探测研究工作.㊀㊀伴随着科技发展进步,太空资源开发进入热潮,世界各国对获取空间目标表征信息和运动行为特点提出了更高的需求.作为空间态势感知的关键部分,天基空间目标监视系统可以规避地基监视系统受大气环境的影响,具备全天候㊁广区域执行监视任务的优势.同时,一些卫星平台可抵近到兴趣目标附近,获取更多目标详细信息.因此,天基空间目标监视系统得到了世界各国的大力发展.美国利用其强大的经济能力及科技基础发展了大量的空间监视卫星平台以满足日益增长的态势感知需求.进行了多次天基观测实验,开展多项态势感知项目试验,并已经将相关技术运用到装备服务中.这些卫星大多携带高性能推进器和大量的储备燃料,配备先进的侦察成像设备,位置和状态随任务的需要易发生突变,执行任务期间随时性㊁不可预测性特点突出.具备多轨道之间的快速机动能力,根据执行任务的不同,实现不同特性状态和行为变化.具有侦察能力好㊁任务响应时间短的优点,对我国航天器安全造成极大威胁,对我空间主权带来极大挑战.因此,提高对天基监视系统的了解,掌握相关目标的基本属性和特点有益于了解目前相关系统装备发展现状,为我国更好地维保护自身的空间权益和空间资产的安全,发展空间态势感知能力提供参考.本文以典型技术试验卫星和装备为代表梳理了美国天基监视领域装备的发展历史及现状,着重介绍以空间广域监视卫星㊁抵近详查卫星㊁字母卫星３类空间监视系统,并对发展特点和技术进步趋势进行归纳和总结,为我国天基空间目标监视系统发展提出相应建议.１㊀美国天基空间目标监视系统发展历史及现状㊀㊀为克服地面监视受地理位置和天气因素影响的问题,美国于２０世纪９０年代就计划建造基于天基平台的光学探测系统.经过近３０年的发展,已建成世界上最为先进的天基空间目标监视系统,在广域空间覆盖和抵近详查方面都具有先进的设备.同时,正大力发展小卫星项目,利用其科技优势提高自身的空间态势感知能力.图１所示为美国空间监视装备的时间发展脉络随着技术不断成熟,相关装备发展越来越快.图１㊀美国空间监视装备发展脉络图F i g １㊀D e v e l o p m e n t o fU Ss p a c e s u r v e i l l a n c e e q u i pm e n t ㊀㊀中段空间试验卫星(M i d c o u r s eS p a c eE x pe r i Ｇm e n t ,M S X )㊁试验性小卫星(E x pe r i m e n t a lS m a l l S a t e l l i t e ,X S S )㊁微卫星技术试验卫星(M i c r o s a t e l l i t eT e c h n o l o g y E x pe r i m e n t ,M i T E x )㊁本地空间自动导航和制导试验卫星(A u t o m a t e d N a v i ga t i o n a n d G u i d a n c eE x p e r i m e n t f o rL o c a lS p a c e ,A N G E L S )等技术试验卫星都进行了在轨技术演示,为后来建设的军事装备试验所需技术,提供技术验证基础.１９９６年发射的M S X 技术试验卫星为２０１０年天基空间目标监视系统(S p a c eB a s e dS u r v e i l l a n c eS ys Ｇt e m ,S B S S)验证了天基空间目标光学监视技术,同时后续的可操作精化星历表天基望远镜(S pa c e ＧB a s e d T e l e s c o pe sf o r A c t i o n a b l e R e f i n e m e n t o f E ph e m e r i s ,S T A R E )㊁高轨态势感知技术试验卫星(S ５)及星盾计划都以该试验为技术基础,继续发展相关监视能力;２００３年开始美国的X S S 系列试验卫星对空间目标近距离高分辨率成像技术和快速机动抵近技术进行了验证,同时也演示了快速机动变轨的技术.后来的高机动性侦察系统地球同步轨道空间态势感知计划(G e o s y n c h r o n o u s S pa c eS i t u a t i o n a l A w a r e n e s s P r o gr a m ,G S S A P )基于X S S 所验证的技术,为美军提供大量高价值情报信息,发挥了不可替代的作用;A N G E L S 卫星在轨进行的多项技术试验,加速了军事装备向微小卫星方向发展,空间增强型同步轨道实验平台卫星(E S P A A u gm e n t e dG e o Ｇs t a t i o n a r y L a b o r a t o r y E x pe r i m e n t ,E A G L E )㊁快速在轨空间技术和评估环(R a p i d O n ＧO r b i tS p a c e T e c h n o l o g y a n dE v a l u a t i o nR i n g,R O O S T E R )以及１１１㊀㊀第５期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀邹润等:国外天基空间目标监视系统发展综述后续的子母多星装备都是基于A N G E L S成功的技术试验.１ １㊀空间广域监视卫星从当前美国空间监视系统发展的方向可以看出,对于广域空间目标监视,其主要目的是探测和发现.通过大视场覆盖全轨道,优化系统之间的配合,实现快速编目和遍历.美国空间目标监视正朝着全时段持续㊁更短的遍历时间,实现对兴趣目标机动过程的完整观测而发展.一方面提高单星视场覆盖大小,提高广域覆盖下的检测效率;另一方面发展多星星座,利用多星星座提高轨道覆盖区域.由十几颗甚至几十颗小卫星组成的观测网,众多小卫星组网可以提高空间监视的覆盖率及探测效率.为验证天基空间目标广域监视技术,１９９６年美国发射了M S X.M S X作为第一代天基试验平台,同时也验证了天基平台对中段飞行导弹的发现㊁跟踪㊁预警等功能,为美国的天基空间目标监视技术的发展打下基础,其所验证的技术都转化到了新一代的天基空间目标监视系统上,为后续发展广域天基空间目标监视装备和全球导弹预警系统提供了技术支撑.在M S X卫星试验的基础上,为后续装备进行技术试验,同时接替已经失效的M S X的功能,美国开始研制S B S S.S B S S项目于２００２年正式启动.２０１０年９月美国发射S B S S系统的 探路者 卫星(B l o c kＧ１０),即S B S SＧ１,这标志着提高太空战场感知能力的新一代光学空间监视系统开始实施[１].考虑到S B S SＧ１卫星即将退役,美军为填补S B S S和S B S SF O之间能力空档期的不足,委托麻省理工学院(M I T)林肯实验室研制作战响应空间Ｇ５(O p e r a t i o n a l l y R e s p o n s i v eS p a c e５,O R SＧ５)卫星. O R SＧ５卫星也被称为传感器卫星,于２０１７年８月发射升空[２].同时也验证了小型化㊁高自主化和低成本地球同步轨道空间态势感知技术.美国也在不断发展利用多星星座组成的监视网络来监测空间目标.通过多卫星提高覆盖效率,增强监视覆盖范围,提高感知能力.为提高观测数据的精度,细化轨道数据,大幅降低目标碰撞的虚警概率,告知潜在的碰撞威胁,提高自身财产安全,２０１２年和２０１３年,美国分别发射了S T A R EＧ１和S T A R EＧ２卫星.S T A R E是空间态势感知项目纳卫星项目,计划在低轨道部署１２~１８颗卫星组成卫星星座.S T A R E使用了与S B S S和M S X相同的跟踪模式,通过对空间目标进行精确观测,将目标的轨道信息进行预处理,确定目标的精细轨道信息.２０１９年S５卫星搭载S p a c e X公司的猎鹰Ｇ９火箭发射升空.S５预计以１２到１６颗卫星构成高轨道空间监视星座,对整个区域进行持续性监视,发现并告知异常,提高美国态势感知能力.２０２２年１２月３日,S p a c e X官网上公布了星盾计划.在S p a c e X主页介绍中明确表明,星盾计划目的是支持国防安全.星盾计划其中着重一个领域便是作为军用载荷和设备托管平台.通过搭载光学观测载荷,可以实现对全轨道的空间目标大市场覆盖,完全满足美军对空间目标行为动态日益增长的需求.自１９９６年发射M S X开始验证天基空间目标光学监视技术,到２０１０年S B S SＧ１的成功部署,美国通过十几年不断技术探索实现了可靠的天基空间目标广域成像技术.２０１７年升空的O R SＧ５,标志着美国在广域空间目标光学成像方面技术已经成熟.随着星盾计划的开展和新一代星链卫星的部署,美国的天基空间目标监视系统空间监视的全域覆盖能力越来越强,可以实现对空间目标的短周期重访和持续监测,使美国具备了天地一体化空间监视的能力.１ ２㊀抵近详查卫星美国的抵近详查卫星机动能力不断提高,抵近手段快速隐蔽,目前可以利用 白天 ㊁ 地理气候 ㊁ 大月亮 等因素躲避地基光学监视系统的探测,以实现抵近侦察任务.抵近侦察装备通过携带储能设备和大量储备燃料,同时安装高比冲发动机实现快速频繁的机动,通过安装高效能转换的太阳能电池翼,有效地解决了卫星电能来源问题.在M S X验证红外导弹探测和广域空间目标监视技术基础上,美国一方面将已验证技术应用到广域空间目标监视系统的建设中,另一方面尝试通过高机动变轨快速抵近目标,获取更详细的观测信息.后续开展了距离观测试验并验证了卫星快速抵近能力.２００３年美国试验卫星系列计划卫星X S SＧ１０发射升空,标志着美国对空间目标近距离高分辨率成像技术和快速机动抵近技术验证的开始,也是高机动性侦察装备研发的开始.２００３年X S SＧ１０系列卫星第１颗发射升空,２００４年发射X S SＧ１１系列卫星.２００５年X S SＧ１１系列卫星成功完成针对国防支援计划导弹预警卫星的逼近㊁绕飞㊁观测等试验,成功验２１１㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３２卷㊀证了对空间非合作目标的交会㊁绕飞㊁接近和巡视能力[３],为后续装备卫星的建设研发提供技术支撑.在针对目标近距离成像方面,美国于２００６年６月２１日以一箭双星的方式发射了两颗微卫星技术试验卫星(M i T E x).２００８年底,两颗M i T E x卫星分别从东西两侧抵近失效的国防支援计划Ｇ２３(D eＧf e n s eS u p p o r t P r o g r a m２３,D S PＧ２３)卫星,并成功进行近距离观测.在同步轨道附近进行快速机动㊁抵近侦察等技术试验,为卫星执行军事任务积累经验.２０１４年７月２８日,美国在佛罗里达州卡纳维拉尔角发射场利用德尔塔４M＋(４,２)火箭将G S S A PＧ１/２卫星发射升空,２０１６年８月１９日G S S A PＧ３/４发射升空.２０２１年１月２１日G S S A PＧ５/６在佛罗里达州卡纳维拉尔角升空.G S S A P标志着美国巡视探测和抵近详查技术的成熟.G S S A P卫星利用其独特的轨道特性,对所关注的空间目标进行机动抵近并持续监视,凭借高精度的侦察能力获得目标物体特征信息,对目标的行为意图㊁活动规律等进行进一步判断.美国历经１０余年发展抵近详查技术,最后成功应用在G S S A P上,为美军获取更多空间态势感知信息.G S S A P近距离拍摄重点目标的图片并传回地面指挥中心,根据逆向工程实现对重点目标关键技术的破解.同时,G S S A P具备交会能力,在特殊时期可以变成 进攻性 装备.因此,该卫星显著地提高了美军的态势感知和实战能力.１ ３㊀子母卫星美国目前除了建设拥有全域空间探测能力的监视系统外.还还积极研制可用于针对特定空间目标的空间监视系统.用多种空间监视的微小卫星作为其他空间监视手段的有力补充.这种微小卫星质量一般小于１５k g.与主卫星一同发射被送到地球静止轨道后,脱离主卫星,并在主卫星附近贴近飞行.该卫星可为空间态势感知系统提供连续的侦查信息.详细探测目标区域中天气情况和目标区域有关卫星的详细特征.针对反卫星武器诊断卫星技术问题等任务进行工作,这是其他天基空间目标监视系统难以达到的.美国也在着力提高子卫星的自主性和智能化,以实现太空中的 航空母舰 .子卫星目前向小型化,模块化的趋势发展.卫星小型化㊁精量化有利于提高自身的隐蔽性和欺骗性和在对抗条件下提高生存概率.通过多个小卫星形成组网,可以利用组网之间的构型变化,达到攻击㊁防御㊁监视㊁跟踪等一系列任务需求.同时,子星的流程化生产可以降低卫星制造成本;模块化设计便于载荷与平台接口协调统一,有利于提高载荷的多样性.对于失效的卫星,直接通过发射替代载荷进行功能取代,提高系统的,保证整体功能的稳定运转.为验证了小卫星关键技术,进一步发展能够自主伴飞在高轨卫星周围的护卫小卫星打下技术基础.第一颗A N G E L S卫星于２０１４年７月２８日发射升空[４],A N G E L S的第２颗卫星于２０１６年８月发射升空.A N G E L S是在X S S验证微小卫星技术后发射的高轨抵近侦察技术试验微小卫星.该卫星运行在目标周围并进行了主动探测㊁逼近绕飞㊁悬停监视等操作,测试目标活动特征㊁意图能力,同时试验了自主任务规划和任务执行等技术.在轨期间为美军演示验证的新战术㊁新技术和新流程,对于增强美军太空作战优势具有重要意义.２０１８年４月,伴随着美国空军任务(A F S P CＧ１１)执行,E A G L E发射升空.E A G L E是美国空军实验室验证下一代高机动性卫星能力的试验卫星,该卫星可携带５个总重约１t的载荷,长期隐蔽运行在距地球同步轨道高２００~３００k m的坟墓轨道,任务需要时变轨机动至地球同步轨道目标附近.E A G L E卫星再次为美国成功验证微小卫星抵近监测和平台与载荷通用接口等相关技术,为后续 太空航母 建设打下基础,也为完成微小卫星从技术到装备应用铺平道路.２０２１年１２月７日,长寿命可变轨附属载荷搭载平台项目Ｇ１(L o n g D u r a t i o n P r o p u l s i v e E E L V S e c o n d a r y P a y l o a dA d a p t e rＧ１,L D P EＧ１)搭载宇宙神５火箭５５１构型经７h飞行后直接进入G E O轨道. L D P EＧ１卫星相当于一种标准化卫星搭载平台,根据任务需要,搭载不同能力的载荷,实现功能集成.其目的是为美国国家安全任务提供低成本的地球静止轨道小型卫星常态化部署的功能,同时为未来的太空在轨加油计划提供支撑.２０２２年１１月１日,美国S p a c e X公司重型猎鹰火箭搭载U S S FＧ４４军事机密卫星和携带３颗载荷的L D P EＧ２从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空,此次任务结束后,会在轨道上部署３颗卫星[５].从X S S卫星到R O O S T E R卫星,美国在微小卫星方面致力于系统化㊁智能化㊁自主化.相关技术已经成熟,正在推进军事装备应用以实现自身在太空对抗方面的绝对性优势.３１１㊀㊀第５期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀邹润等:国外天基空间目标监视系统发展综述２㊀典型天基空间目标监视系统２ １㊀天基空间目标监视系统S B S S 的概念来源于２００２年,当时该系统预算要求为５３０万美元.S B S S 系统于２００７年发射升空,２０１０年开始投入使用,计划研制经费为５ ９亿美元.美军S B S S 卫星目的是为了提高美国深空态势感知能力.２０１０年９月２６日美国发射首颗S B S S 系统卫星,标志着提高太空战场感知能力的新一代光学空间监视系统开始实施.S B S S 是天基可见光(M S X /S B V )传感器的后续项目,相比之下,单星空间目标探测能力提高８０％.首颗S B S S Ｇ１卫星配备了口径为３０c m 的光学传感器,具有２４０万分辨率(如图２所示).传感器可以通过万向架灵活快速的发现㊁监视㊁跟踪空间目标.该优势有[６]:①对G E O 轨道上全部目标进行跟踪监测,可以对约１７０００个太空目标进行编目;②不受天气㊁大气环境影响,全天２４小时不间断执行任务;③编目周期缩短,数据库更新更快;④深空探测能力强大,对高轨定位误差小于５００m ,对低轨定位误差小于１０m ,相比前一代,探测㊁监视能力提高５０％.图２㊀S B S S Ｇ１概念图F i g ２㊀C o n c e p tm a p of S B S S Ｇ１美国通过S B S S 提高了对地球同步轨道卫星的侦察能力,整个系统相比上一代,对地球同步轨道目标的跟踪能力提高５０％,空间目标信息更新周期变为了２天,相比上一代系统缩短了３天.该系统每天可绕地球数周,对低轨道和地球同步轨道监视分辨率提高了一个数量级.２ ２㊀地球同步轨道空间态势感知计划G S S A P 卫星是美国空军大力发展的高轨巡视卫星,属于美空军的项目,其主要承包商为O r b i t a lA T K 公司[７],被用于为美国战略司令部监视地球同步轨道的碰撞威胁和潜在对手.目前已完成６颗卫星组网,大大的提高了美国对地球同步轨道的持续监测和抵近侦察能力(见图３).图３㊀G S S A P 概念图F i g ３㊀C o n c e p tm a p ofG S S A P 该卫星利用万向架可使侦察相机可以通过多角度对目标进行监测.同时,卫星搭载了先进的高灵敏电子窃听设备,可以抵近对目标卫星进行高分辨率成像,同时探测电磁波信号 窃听 情报信息.根据加拿大观测卫星(S e e S a t ＧL )的观测跟踪小组公布的信息数据可以得知:G S S A P 卫星对地球同步轨道进行侦测检查时,通过高机动性抵近目标卫星窃取通信信息和多角度拍照,对兴趣目标进行详细数据分析.２０１６年８月美军对G S S A P 卫星进行机动变轨,抵近侦查美国海军故障卫星 移动用户目标系统Ｇ５以确定故障原因,美国未公布拍摄图像,但说G S S A P 拍摄图像分辨率可以达到厘米级.２０１６年８月１９日G S S A P Ｇ３和G S S A P Ｇ４发射升空,并于２０１７年正式转为轨道运行状态.这两颗卫星与２０１４年发射的第１颗㊁第２颗卫星和后发射的第５颗㊁第６颗卫星组成６星星座网,为美军进行太空作战提供基本的空间态势信息.目前这两颗卫星均处于地球同步轨道附近,相对漂移速度每天为０ ５１ʎ左右,相对漂移周期为１５０天.２０２１年７月,G S S A P Ｇ４故意向我国实践二十号卫星抵近并伴飞,最近距离２９k m ,实践二十号卫星在２４h 内做出机动,成功通过机动变轨躲开该G S S A P Ｇ４的侦察[８].G S S A P Ｇ５和G S S A P Ｇ６于２０１６年开始研制.２０２１年１月２１日在佛罗里达州卡纳维拉尔角生升空.２０２２年４月１２日具备作战能力,并向美国航天司令部交付使用.两颗卫星携带主动探测设备,具备行为隐蔽性,可在暗区对空间目标进行监视成像.五角大楼一名官员说: 从接近地球同步轨道上看,它们有一个清晰㊁无障碍和独特的观察视角常驻空间物 .这两颗卫星携带双组元推进系统,发动机４１１㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３２卷㊀比冲为３１０s ,总脉冲可达到１０００m /s.２０２３年８月２日,美太空作战司令部宣布,G S S A P Ｇ２已停止服役.同时,已经再订购了两颗G S S A P 卫星,分别是G S S A P Ｇ７和G S S A P Ｇ８[９].２ ３㊀空间增强型同步轨道实验平台卫星２０１８年４月E A G L E 发射升空.E A G L E 长期隐蔽运行在距地球同步轨道高２００~３００k m 的坟墓轨道上,根据任务需要进行大幅度漂移和机动.E A G L E 采用的是具有推进能力的渐进一次性运载火箭第二有效载荷适配器(E v o l v e d E x pe n d a b l e L a u n c h V e h i c l e S e c o n d a r y P a y l o a d A d a pt e r ,E S P A ),为载荷提供了一个模块化㊁经济高效且功能强大的平台[１０].载荷可附加到卫星环上发射到太空,使其变为独立的卫星.通过修改小型卫星连接发射器的环形结构,在其中添加太阳板㊁计算机㊁火箭推进器和相关仪器可使该卫星环变为新型的航天器(见图４).在E S P A 一项实验中,通过增加红外㊁紫外和可见光的光学传感器,分析获取的图像数据,可以得到更多的空间态势感知信息.该卫星旨在提高美国空间感知能力,将来可用在地球同步轨道物体的测量㊁监视㊁编目上.图４㊀某会议上展示的E A G L E 模型F i g ４㊀E AG L E m o d e l pr e s e n t e da t a c o n f e r e n c e 该卫星可携带５个载荷,任务需要时机动至同步轨道目标附近.５个载荷中的一个载荷可分离,即 小鸡 (M y C r o f t )卫星.该子卫星重１００k g,是由轨道科学公司A T K 研制.伴随发射入轨,M yC r o f t 卫星脱离母体,后对E A G L E 卫星进行抵近检查.先机动至距离母星３５k m 处,然后数月内不断抵近,当到达距母星１k m 时,对其进行监测㊁检查.M yC r o f t 相比于A N G L E S 在距离控制方面更为精准,同时具备更高级的自动化任务执行和自动任务规划能力.２０１９年１０月２２日根据a i r Ｇf o r c e m ag c o m 网站消息,自太空监视小卫星S ５入轨３月以来,研究人员一直无法与其进行通信.美国空军将操控M yc r o f t 卫星变轨以接近S ５,并检查其失联的具体原因[１１].２ ４㊀快速在轨空间技术和评估环L D P E 目前更改名称为R O O S T E R ,但目前升空的卫星均已L E P E 命名(如图５所示).２０２１年１２月７日,L D P E Ｇ１发射入轨.L D P E Ｇ１的平台质量４３０~４７０k g ,可携带约３１０k g 的燃料;６个对接口总承载载荷质量为１９２０k g 左右,每个接口承载质量为３２０k g ;最大供电功率１２００W ;轨道机动能力为３００m /s [１２].R O O S T E R 平台搭载的载荷目前处于保密状态,预计会携带空间态势感知㊁空间对抗㊁电子干扰等类型的载荷.２０２２年１１月１日,L D P E Ｇ２发射升空.２０２３年１月１５日,搭载５个有效载荷的L D P E Ｇ３A 伴随着U S S F Ｇ６７任务发射升空.图５㊀R O O S T E R 概念图F i g ５㊀C o n c e p tm a p ofR O O S T E R L D P E Ｇ１卫星为卫星模块化发射提供新思路,通过统一的接口和模块化设计实现卫星的短周期研发和低费用研制.同样作为O r b i t a lA T K 公司的产品,设计思路与E A G L E 卫星相似,可能为E A G L E 的后续计划星.根据空军部２０２３财年预算请求,R O O S T E R 具备了一种低成本㊁快速和灵活的在轨能力,可以利用美国太空部队发射任务中可用的超额有效载荷余量来携带和部署大量有效载荷.按照美国«太空体系能力２０３０年发展规划»,美将在２０３０年后建成以R O O S T E R 航天母舰为基地的高轨太空舰队,平时常态化部署,战时采取 狼群战术,释放攻防小卫星,封锁高轨区域[１３].３㊀我国空间目标监视系统发展建议及启示㊀㊀增强态势感知能力是各国提高自身空间安全能力的前提.通过对美国空间目标监视系统的发展分５１１㊀㊀第５期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀邹润等:国外天基空间目标监视系统发展综述析可以看出:美国正积极发展空间目标监视系统,利用多年的技术积累和空间试验,形成了装备.这些装备在对抗环境下具备强大的信息保障能力.随着智能化和信息化的推进,配合模块化的发展,大幅度提高了自身平台及载荷的功能和能力.结合美国该领域的发展和实践历史现状,以及针对今后天基空间目标监视系统的发展趋势,给出以下思考及建议.３ １㊀丰富天基平台载荷类型,提高感知能力针对空间监视和侦察任务的需求,提高成像载荷的光学分辨率,有利于快速收集兴趣目标的结构㊁载荷和表面材料等情报信息,同时降低误检率,提高空间目标的探测概率.加强光电功能材料和光电设备的相关技术发展,有助于推动空间光学设备的成像能力提高.R O O S T E R等载荷平台可以搭载多种不同种类的功能载荷,大幅度的提高了自身功能性和感知能力.同时,G S S A P等一系列先进的军事装备在卫星平台上搭载雷达㊁先进天线㊁光电传感器等探测设备,通过多途径进行侦察,提高信息获取率.因此,增加天基平台载荷类型可以促进信息获取效率.光学观测是被动探测,容易受到多种因素的影响.为了提高信息获取渠道和效率,可以通过补充主动探测设备,更好地实现预定任务.３ ２㊀推进模块化发展,提高接口通用性２０２２年１１月８日,美国国防部高级研究计划局(D A R P A)的网站报道称,地球同步卫星机器人服务(R S G S)已经完成了所有组件测试.该计划旨在２０２５年之前提供在轨维修㊁硬件升级等服务[１４].该服务利用无人操作设备对在轨受损卫星进行模块替换,从而实现卫星在轨维修和硬件更替升级.模块化设计和通用的配适接口是实现这些操作的前提.模块化发展有利于流程化的工业制造,降低卫星生产成本,实现快速制造.同时,易于集成,可以大幅减小卫星体积,使卫星更加精密化,从而有利于增强卫星的隐蔽性和欺骗性,提高在对抗条件下的生存概率.接口的通用性也有助于提高不同任务之间多载荷协作和搭载的可行性.卫星可以实现 顺风车 般的搭载模式,即每次火箭发射都可以在剩余空间或额外载荷内搭载卫星,便于随时部署和任务规划.此外,未来天基平台通过通用接口进行载荷与平台之间的数据㊁电力㊁燃料传输.通用接口的广泛应用,将数据和电力传输从载荷与平台之间的复杂接口中分离出来,实现标准化和简化.这种趋势将有助于提高载荷集成的效率和灵活性,降低天基系统的开发和维护成本,并促进不同系统之间的互操作性.燃料传输可以大大延长卫星平台在轨服务寿命,增强机动能力,提高任务执行效率.２０２３年７月６日,美太空司令部副司令约翰 肖在米切尔航空航天研究所活动中表示:太空军的目标是在２０２６年前演示验证 持续太空机动 概念,２０２８年前打造一个通用加油平台.实现 毫无顾忌的轨道机动 即:每月为G S S A P卫星添加燃料一次;增加可用于执行任务的卫星数量[１５].３ ３㊀提高智能化和自主能力,增强卫星之间组网功能伴随A I技术和计算芯片的发展,智能化的趋势不可避免.星座之间的星间通信㊁子母星之间的协调配合以及与地面指挥中心之间的信息传输等方面,智能化建设赋予了卫星更强的自主任务规划能力,通过自主协调不同功能的小卫星,提高任务执行效果.观测数据经过高效运算处理,并结合多途径信息,对兴趣目标的行为进行预测,判断其下一步的活动轨迹和工作状态,有利于进行下一步任务安排.２０２３年４月１８日,根据美国洛 马公司网站报道,该公司通过前期升空的２颗L M５０T M１２U立方体卫星成功完成太空升级卫星系统(L M L I N U S S)在轨演示,验证了高度自动化的交会与抵近操作,此次在轨运行除演示自动交会和抵近技术外,还完成自动机动㊁自动指挥控制㊁与安全云架构保持连接等技术的演示验证[１６].通过部署去中心化的节点网络体系,实现分布式㊁节点式的空间目标监视系统,以提高监视系统在干扰下的生存能力.卫星监视系统通过多卫星空间组网,与地面的控制指挥中心进行观测数据传输,实现对空间态势的实时感知.星座组网卫星之间的信息互通网络化程度高,可部署在不同轨道执行不同任务,实现全地域㊁全时段㊁一体化的空间监视.根据报道,２０２３年３月１６日,D A R P A公司开展 监管 (O V E R S I G H T)计划.该计划试图加强卫星与地面资源之间的联系,利用软件算法和网络支持,增强态势感知,协助指挥官快速决策[１７].３ ４㊀加速技术转化,提高装备形成效率空间技术的快速发展需要加速技术转化和提高装备形成效率.美国凭借技术不断提升,从技术试验到装备形成,在许多领域取得了惊人进步.为此,我们应加快推进空间技术产业的发展,促进科技水平提高,推动空间技术产业向前发展.首先,需要提高研发投入,促进科技创新和技术６１１㊀航㊀天㊀器㊀工㊀程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀３２卷㊀。