空间信息技术综述
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临近空间光学载荷设计关键指标与技术综述引言临近空间指的是地球轨道附近的太空区域,是人类进行航天工程、科学研究和资源勘探的重要空间范畴。
光学载荷是指在临近空间中利用光学技术获取或处理信息的设备,包括相机、望远镜、光学测量设备等。
光学载荷的设计关键指标和技术在临近空间任务的成功实施中起着至关重要的作用。
本文将对临近空间光学载荷的设计关键指标和技术进行综述,为相关工程师和研究人员提供参考。
1.光学载荷设计关键指标光学载荷的设计关键指标是影响其性能和实用性的重要因素。
以下是一些常见的光学载荷设计关键指标:1.1分辨率分辨率是光学载荷能够识别和显示目标细节的能力。
对于临近空间任务,高分辨率是必要的,可以获取更多的细节信息,从而支持科学研究和任务需求。
分辨率通常以角度或线数表示,如视场角、线对数等。
1.2探测灵敏度光学载荷的探测灵敏度是指其对光信号的接收和处理能力。
高探测灵敏度可以提高载荷对弱光信号的探测能力,从而增加任务的成功率。
探测灵敏度与传感器的噪声、接收面积等因素有关。
1.3平台稳定性光学载荷的平台稳定性是指其在临近空间环境下对姿态、振动等影响的抵抗能力。
稳定的平台可以保持载荷的准确定位和相对运动,提高成像质量和观测精度。
1.4抗辐射性能临近空间环境中存在辐射颗粒的影响,光学载荷应具备一定的抗辐射能力。
抗辐射性能包括对电子、离子辐射的防护和物理改善措施,以减少对载荷的影响。
2.光学载荷设计关键技术为了实现临近空间光学载荷的设计关键指标,需要运用一系列关键技术。
以下是一些常见的光学载荷设计关键技术:2.1光学系统设计光学系统设计是光学载荷设计的核心技术之一。
它包括光学元件的选择、成像原理的确定、光路设计等方面。
通过综合考虑分辨率、视场角等指标,进行优化设计,可以获得满足要求的光学载荷。
2.2平台稳定控制技术为了保证临近空间光学载荷的平台稳定性,需要采用相应的平台稳定控制技术。
这些技术包括振动抑制、姿态控制、自适应光学等,通过传感器和控制系统的配合,实现载荷在临近空间的精确定位和跟踪。
产业空间集聚机制的理论研究综述一、 集聚和产业集聚所谓“集”是指大量相关事物在地域空间范围内的集中现象,而“聚”则具有更进一层的含义,它不仅是一个空间概念,而是指在“集”的基础上强调区域内各种要素的有机聚合,行为主体间产生物质的、信息的和社会的各种流,进而汇聚成一个复杂的、多层次的网络系统。
所以,本文中的集聚是指事物在一定的空间范围内集中并以某种有机的形态组合在一起。
根据对“集聚”的认识与理解,所以,产业集聚不仅仅是同类企业在一定区域内的群聚,更重要的是反映为企业相互间的一种共成长性1。
产业集聚是同类企业、或有关联的上下游企业在一定范围的地理区域内的群聚和共生现象,它往往能形成提高范围经济和规模经济效果的产业集聚效应。
二、 产业空间集聚机制的主要相关理论(一) 马歇尔的“工业区域”及外部性最早对产业空间集聚现象进行研究的是马歇尔,在其经典著作《经济学原理》中,马歇尔使用了“集聚”的概念去描述地域的相近性和企业、产业的集中,指出集聚能产生正的外部效应。
马歇尔提出地方性工业是具有分工性质的工业在特定地区的集聚,马歇尔把这些特定的地区称作“工业区域”,工业区域内集中的是大量种类相似的小型企业。
地方性工业之所以能够在工业区域内集聚,根本的原因是获取外部规模经济所带来的收益。
马歇尔将其归结为六个方面:提供协同创新的环境,辅助性工业带来的好处,提供有专门技能的劳动市场,平衡劳动需求结构,促进区域经济的健康发展,便利顾客。
马歇尔指出,协同创新的环境是产生集聚的“空气”,在产业空间集聚的过程中具有极大的作用。
正如马歇尔所述:“行业的秘密不再成为秘密;而似乎是公1倪卫红,董敏.对区域性高新技术产业集聚规律的理论分析.中国软科学.2003 年第11期开了,孩子们不知不觉地也学到许多秘密。
优良的工作受到正确的赏识,机械上以及制造方面和企业的一般组织上的发明和改良之成绩,得到迅速的研究;如果一个人有了一种新思想,就为别人所采纳,并与别人的意见结合起来,因此它就成为更新的思想之源泉”2。
综述性论文范文导语:综述性的范文是怎样的呢?综述性的范文有哪些知识点呢?下面是分享的综述性论文的范文,欢迎阅读!我校《在网络环境下根本教育形式的研究》课题,是重庆市电化教育现代教育技术“十五”专项科研课题(课题批准号:02-dt-10)。
经指导批准,今天开题,我代表课题研究组,将本课题的有关情况向各位指导、专家和老师们汇报如下:在现代素质教育的形势下,建立为素质教育效劳的、现代化的、功能完善的教育教学资源系统,拓展学生自主学习的空间,开展学生的多种才能,特别是创新才能,已经成为中学教育必须研究的课题。
现代信息技术特别是计算机网络技术的飞速开展,使我们的教育形式产生了质的飞跃,网络化教育将成为信息时代的重要标志和组成部分。
探究、研究并构建适宜于在计算机网络环境下的教育教学形式,是教育界亟待解决的课题,也是我们责无旁贷的使命。
在网络教育时代,不仅需要有先进科学的教学手段、高效互动的教学方式,更需要有丰富实用的教学资源、完备的教学体系。
在网络化教育的大环境下,老师应该成为网络教育的主导力量。
而目前,我们的老师对信息技术、网络教育尚不熟悉,利用网络施行教育教学尚有间隔,尤其是建立“在网络环境下的教育教学新形式”还有待起步,基于此,我们提出了本课题的研究。
开展本课题研究具有以下有利条件:背景条件:国家教育部大力推进信息技术教育,虚拟学校、远程教育等应运而生;重庆市教委大力普及信息技术教育,通过评选信息技术示范校加大力度;渝中区率先建立局域网,并通过已经施行了三年的“双创课题”研究,使老师的教学理念有了极大改观;随着课改的进一步深化,现代技术特别是信息技术在教育教学中得到了广泛的应用。
根底条件:我校通过一年多的艰辛奋斗,信息技术无论在硬件上,还是软件上,都打下了坚实的根底:硬件上:我校建成了以光纤为网络骨干,采用千兆高速以太网,集视频教学、监控、信息效劳、学校管理于一体的校园网络,实现了“班班通”;全校所有的教室都安装了数字投影机、实物展示台、100英寸电动玻珠屏幕、多功能讲台、监控摄像机、29英寸电视机,上课老师人手一台笔记本电脑。
空间组学综述空间组学是一种综合性的研究方法,广泛应用于生物学、地理学、社会学等多个学科领域。
通过对空间数据的收集、分析和解释,空间组学可以帮助我们理解空间模式、探索空间关联以及预测空间变化。
本文将对空间组学的基本概念、方法和应用进行综述,以期全面了解这一领域的研究进展。
一、空间组学的基本概念空间组学是空间统计学的一个分支,它旨在研究地理空间中的模式、关联和变化。
其中,空间模式指的是地理现象在空间上的分布特征;空间关联指的是地理现象之间的相互作用关系;空间变化则是指地理现象随时间的演变过程。
二、空间组学的方法空间组学的方法主要包括空间数据的收集、空间数据的可视化和空间数据的分析。
空间数据的收集可以通过遥感技术、GPS定位、全球定位系统等手段获取,这些数据可以是点、线、面以及栅格数据。
而空间数据的可视化可以通过地图、图表、热力图等方式展现,以便更直观地了解地理现象的分布情况。
最后,空间数据的分析则是利用统计学方法对空间数据进行处理,包括空间插值、空间聚类、空间回归等。
三、空间组学的应用空间组学在生物学、地理学、社会学等领域有着广泛的应用。
在生物学中,空间组学可以用于研究物种的分布、生态系统的结构以及种群的迁移等问题。
在地理学中,空间组学可以用于分析城市的空间布局、土地利用的变化以及自然灾害的分布规律等。
在社会学中,空间组学可以用于研究人口的分布、城市的社会结构以及犯罪的空间模式等。
四、空间组学的挑战和发展方向尽管空间组学在多个领域中得到了广泛应用,但仍面临着一些挑战。
其中,数据的获取和处理是最大的挑战之一。
由于空间数据的特殊性,其获取和处理需要耗费大量的时间和精力。
另外,空间数据的分析方法和模型还有待进一步发展,以提高空间组学的分析效果和预测能力。
未来,空间组学有几个发展方向。
首先,随着技术的进步,空间数据的获取将更加便捷和精确,这将为空间组学的研究提供更多的数据基础。
其次,空间组学应与其他学科进行跨学科的合作,以解决复杂的空间问题。
WebGIS发展综述一. WebGIS的概念地理信息系统 (GIS,GeographicInformationSystem)是采集、存储、管理、检索、分析和描述整个或部分地球表面与空间地理分布数据的空间信息系统。
21世纪互联网络(Internet)的迅速崛起和在全球范围内的飞速发展,使万维网(World Wide Web简称WWW或Web)成为高效的全球性信息发布渠道。
随着Internet技术的不断发展和人们对地理信息系统(GIS)的需求,利用Internet 在Web上发布和出版空间数据,为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能,已经成为GIS发展的必然趋势。
万维网地理信息系统是在Internet或Intranet网络环境下的一种兼容、存储、处理、分析和显示与应用地理信息的计算机信息系统。
WebGIS,就是利用Web技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术。
随着近年来计算机技术的发展,GIS在组成结构和应用技术等方面已与传统的GIS技术有了很大的不同,而基于Internet/Intranet的WebGIS则是GIS技术发展的新趋势。
具体地讲,WebGIS的应用可以分为以下几个层面:1.空间数据发布由于能够以图形方式显示空间数据,较之于单纯的FTP方式,WebGIS使用户更容易找到需要的数据;2.空间查询检索利用浏览器提供的交互能力,进行图形及属性数据库的查询检索;3.空间模型服务在服务器端提供各种空间模型的实现方法,接收用户通过浏览器输入的模型参数后,将计算结果返回。
换言之,利用Web不仅可以发布空间数据,也可以发布空间模型服务,形成浏览器/服务器结构(Browser/Server,B/S)。
4.Web资源的组织在Web上,存在着大量的信息,这些信息多数具有空间分布特征,如分销商数据往往有其所在位置属性,利用地图对这些信息进行组织和管理,并为用户提供基于空间的检索服务,无疑也可以通过WebGIS实现。
英国生活空间研究综述生活空间是指人们日常生活中所居住的地方,包括住宅、公共场所、工作场所等,是人们生活的主要场所。
在英国,人们对于生活空间的研究与探索一直是一个备受关注的话题。
英国的生活空间研究综合了文化、历史、社会、政治等多个领域,反映了当代社会的发展和变化。
本文将对英国生活空间研究进行综述,探讨英国人的居住环境、生活方式、社会关系等方面的变化与趋势。
一、居住环境的变迁英国的居住环境一直备受关注,随着城市化进程的加速和人口增长,英国的居住环境面临着诸多挑战。
一方面,由于城市扩张和土地资源有限,居住空间受到了限制,导致住房短缺和房价上涨。
随着科技的发展和生活水平的提高,人们对于居住环境的要求也越来越高,纷纷追求更加宽敞、舒适、便利的住所。
在这样的背景下,英国的居住环境逐渐呈现出多样化的特点。
一方面,城市中的高楼大厦不断涌现,成为了现代城市的新地标,提供了更多的居住空间;乡村和市郊地区的生活方式也备受欢迎,人们纷纷选择在自然环境中享受悠闲的生活。
随着人们对于环保和可持续发展的关注,生态居住成为了新的热点。
人们倡导借助新技术和新材料建造环保型住宅,实现生活与自然的和谐共处。
二、生活方式的转变随着社会的改革开放和全球化的影响,英国的生活方式也经历了一系列的转变。
传统的英式住房和生活方式逐渐被现代化的理念所取代,人们开始追求更加健康、高效和便利的生活方式。
在城市中,人们开始选择更加便利的居住区域,以便更好地满足工作、生活和娱乐的需求。
随着互联网的普及和移动设备的智能化,居家办公、远程学习、在线购物等新的生活方式也迅速流行起来,改变了人们的生活习惯和社交方式。
英国的生活方式也受到了多元文化的影响,人们开始追求更加多样化、包容性的生活方式。
传统的英式下午茶、足球比赛等活动逐渐被咖啡文化、国际美食、多元化的体育运动所替代,反映了英国人对于多元文化的接纳和包容。
三、社会关系的演变在英国的生活空间中,社会关系一直是一个备受关注的话题。
空间观念的文献综述空间观念,这可是个挺有趣的话题呢。
空间观念就像是我们大脑里的一幅地图。
你想啊,就好比小蚂蚁在地上找食物,它得知道自己的蚁巢在哪,食物在哪,周围的环境是啥样的,这就是一种简单的空间观念。
对于我们人类来说,空间观念可复杂多了。
在古代,人们的空间观念比较简单。
就拿盖房子来说,那时候可能就是找个平坦的地方,用土啊、石头啊、木头啊搭起来,能住就行。
他们对空间的认识更多是基于自己的生活经验,哪块地适合种庄稼,哪块地适合放羊,这都是很直观的空间感受。
不像现在,盖房子得先有个精确的设计图,各种空间布局都得考虑到,从客厅到卧室,从厨房到卫生间,每个空间都有它的功能和美学要求。
数学家们对空间观念的研究可就深入得多了。
他们会研究各种几何图形,什么三角形、四边形、圆形啊。
三角形是个很神奇的图形,它的稳定性就像我们生活中的三脚架,不管怎么放都很稳。
这就是一种空间特性的体现。
而四边形呢,就没那么稳定了,就像那些折叠椅,如果结构没弄好,很容易变形。
数学家们通过研究这些图形的性质,不断拓展我们对空间的理解。
在绘画领域,空间观念也是至关重要的。
画家们要在二维的画布上展现出三维的空间感。
这就像是变魔术一样。
你看那些写实的油画,远处的山峦看起来模糊而渺小,近处的花朵却鲜艳而巨大,这就是画家利用色彩、线条来营造出空间感。
就好比我们看风景的时候,远处的东西看起来就是比较小,比较淡,这是我们眼睛的一种视觉规律,画家就是利用了这个规律来让我们感觉画布上有远有近,有空间的深度。
再说说建筑设计。
现在那些超现代的建筑,像那些奇形怪状的高楼大厦,设计师们得有超强的空间观念。
他们得考虑到建筑在城市中的位置,与周围环境的融合,内部空间的合理利用。
比如说那种螺旋上升的高楼,从外面看就像是一个巨大的螺蛳壳,内部的空间布局就很有讲究,每一层的功能、采光、通风都得考虑到。
这就好比是在一个有限的盒子里,要把各种各样的东西摆放得既美观又实用。
在日常生活中,我们的空间观念也时刻在发挥作用。
第31卷第2期2005年3月 光学技术OPTICAL TECHN IQU EVol.31No.2Mar. 2005 文章编号:100221582(2005)022*******自由空间光通信技术的研究现状和发展方向综述Ξ王佳,俞信(北京理工大学信息科学技术学院光电工程系,北京 100081)摘 要:自由空间光通信是以激光作为信息载体,是一种不需要任何有线信道作为传输媒介的通信方式。
它结合了微波通信和光纤通信的优势,具有速率高、功耗低、机动性强等特点,在卫星通信、本地宽带接入和军事通信领域都具有极大的发展潜力。
介绍了欧美发达国家在自由空间光通信方面的研究现状,并分析了它们的关键技术。
指出了自由空间光通信的发展趋势。
关键词:自由空间激光通信;半导体激光器;卫星通信中图分类号:TN929.1;TN248.4 文献标识码:AFree2space optical communication’s current situation and development trendWANG Jia,Y U X in(Department of Optical Engineering,School of Information Science and Technology,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China)Abstract:Free2space laser communication with laser as information carrier is a communication method which does not need any wired channel.It combines the advantages of microwave communication and optical fiber communication.For its character2 istics of high2speed,low power loss,good flexibility and so on,free2space laser communication has large potential in satellite communication,broadband access and martial communication.Itspivotal technique is analyzed.The current situation of Europe and US is introduced and the development trend is indicated.K ey w ords:free2space laser communication;laser diode;satellite communication1 引 言20世纪60年代,科技界曾掀起了研究自由空间光通信的热潮。
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。
基于引力模型的城市空间研究综述
引力模型(Gravity model)是描述人、物或信息从一个地方到另一个地方的流向的一种经典模型,自然地被应用于城市空间中流动问题的研究。
以下是一些基于引力模型的城市空间研究综述:
1. 原理解释:引力模型基于牛顿引力定律,认为空间中不同地区间的距离及其间相互吸引力是衡量地点间距离及人、物、信息流向的两个基本要素。
研究者通过建模描述这些要素的关系并进行定量化分析,从而认识城市内外部的区位与相互联系。
2. 应用实践:基于引力模型的研究方法得到广泛应用。
在城市交通、产业区域、城市人口、城市热浪形成等多个领域进行了实证性研究。
通过对城市空间的物流、人员流、资金流等流动的模拟分析,更好的描绘城市的建筑环境和慢性问题。
3. 衡量标准:引力模型研究主要关注流量、距离和引力因子等指标,可以用真实数据进行拟合和校验模型,得到更可靠的分析结果。
同时,研究者也考虑到了研究单位和空间尺度等因素对模型预测能力的影响,以及引力模型优点与不足等问题。
总之,引力模型在城市空间研究中起到了重要的作用,在理论和应用层面都有了深入的发展。
空间的生产研究综述与展望王丰龙,刘云刚(中山大学地理科学与规划学院,广州510275)A REVIEW OF RESEARCHES ON THE PRODUCTION OF SPACEWANG Feng-long,LIU Yun-gang(School of Geography Sciences and Planning,Sun Yat-sen University,Guangzhou510275,China)Abstract:With the increasing needs for more detailed and comprehensive explanations of current transitions in China and the convergent merging"turns"in geography and sociology,more integrated explorations of social-spatial processes are called for to confront the complicated challenges in China.Under this background,the researches on the production of space are becoming a central issue in Chinese human geography.To make better understanding of previous main researches on the production of space,this paper sorts them out into three main streams and tries to give a brief introduction of the two from macro and micro perspectives.For the macro-researches,capital flows,people and space interaction can partly explains the "special fix","scalar fix"and"gentrification".For the micro-researches,actors,network and space play important role in the"collective movements"and"everyday life practices".The philosophical researches concern the spatial epistemology,ontology and dialects.This paper focus on the first two streams.Borrowing the ideas from Castells,the authors generalize an analytic framework of the production of space,which contains the processes of territorialization and delocalization of capital flows,social actions and institutional structures.Based on this framework,the authors point out that the research topics,which are suitable for China in the future,should include the"detailed process of capital circuits",the"social movements in the period of China's social transition",the"entrepreneurial governments"and"land use policies,planning and spatial justice".Key words:production of space;social network;territerialization;delocalization文章编号:1003-2398(2011)02-0013-07提要:伴随人文地理学空间概念的"社会转向"和社会学中的"空间转向",社会空间问题成为当今学术研究的一个新的热点,"空间的生产"理论则作为一种新的理论视角,日益被越来越多的中国学者所认同和运用。
空间信息技术综述空间信息技术综述14空间摘要:空间信息技术是在20世纪60年代兴起并快速发展的一门新兴技术,令我们不得不注重它的发展前景与重要性。
以此为背景,我想对该领域内主要观点与应用进行归纳。
力求从另一个侧面去理解它的实质。
它在未来发展方向如何?主要应用在那些领域?我将同大家一起探讨问题的答案。
关键词:空间信息技术,全球定位系统,地理信息系统,遥感测绘技术1引言中国先后在2000年10月31日、2000年12月21日和2019年5月25日发射了3颗“北斗”静止轨道试验导航卫星,组成了“北斗”区域卫星系统。
北斗一号卫星在汶川地震后发挥了重要作用。
截至2019年12月27日,中国北斗系统已发射了10颗卫星,建成了基本系统,开始提供定位、导航、授时等运行服务。
2空间信息技术空间信息技术(Spatial Information technology)是20世纪60年代兴起的一门新兴技术,70年代中期以后在我国得到迅速发展。
主要包括卫星定位系统、地理信息系统和遥感等的理论与技术,同时结合计算机技术和通讯技术,进行空间数据的采集、量测、分析、存储、管理、显示、传播和应用等。
空间信息技术在广义上也被称为"地球空间信息科学",在国外被称为GeoInformatics。
相比于20世纪空间信息科学主要以信息技术、通信技术、航天遥感、导航定位技术的发展为主,21世纪发展主要包括时空信息获取、加工、管理和服务4个方面。
1天地一体化遥感信息应用网络体系是包括地面应用系统在内的、多种卫星体系组成的集成化和天地一体化网络系统。
其中遥感信息获取、传输的基准将以天基为主 ,由各类卫星和天基平台完成。
将所有能完成空间遥感信息获取、传输、处理和分配的卫星体系纳入遥感信息网 ,目的是为了解决天基遥感信息的条块分割、不便访问、信息融合差、系统间不能很好地转换信息等问题。
2时空信息加工与处理的自动化、智能化与实时化。
3时空信息管理和分发的网格化。
4时空信息服务的大众化。
地球空间信息技术也称“3S”技术,即由地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)和遥感测绘技术(RS)三大技术构成,与纳米技术、生物技术并称国际三大科技前沿领域之一。
从20世纪90年代开始,3S技术日益受到关注和重视,人们认识到只有将它们集成在一个统一的平台中才能充分发挥其各自的优势。
3空间信息的三大技术3.1 全球定位系统全球定位系统(Global Positioning System,通常简称GPS)是一个中距离圆型轨道卫星定位系统。
GPS系统包括三大部分:空间部分——GPS卫星星座,地面控制部分——地面监控系统以及用户设备部分——GPS信号接收机。
它可以为地球表面绝大部分地区提供准确的定位和高精度的时间基准。
世界上第一个卫星导航系统(海军导航卫星系统)出现于1964年1月,它是在美国海军授权下,由霍普金斯应用物理实验室开发,用于美国海军舰队导航与定位的卫星系统。
GPS从1973年开始研制,1978年2月发射第一颗试验卫星,到1994年3月发射第24颗工作卫星,1995年宣布达到全运行工作能力,历经20年,耗资300多亿美元。
GPS是基于三边测量定位的原理,延伸了光速测距和恒定的概念。
通过测量从远距离源发射信号的传输时间,观察者可以确定他与发射体的距离。
如果知道在已知位置处三个发射体的距离,观察者可以准确计算出1他所在的位置。
这就是GPS无线电导航的原理。
GPS由24颗卫星的星系组成,其中每颗卫星上均装有多台原子钟。
卫星在地球轨道上方约以20000km/s的速度在运动,每天绕地球几圈。
由于卫星的位置估计的准确度可以到米的量级,它们就代表了“已知位置的发射体”。
现在GPS于现代通信技术相结合,使得测定地球表面三维坐标的方法从静态发展到动态,从数据后处理发展到实时定位与导航,极大地扩展了它的应用广度和深度。
全球定位系统具有全天候、高精度和自动测量的特点,因此它作为先进的测量手段和新的生产力,已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。
军事领域主要用来给航行中的军舰、飞机及导弹等设施提供定位和导航信息,同时也广泛应用于野外行进中单兵和移动装备的定位及跟踪。
测量领域则广泛应用于大地测量、资源勘探、地壳运动观测、地理测量等。
GPS还大量应用于交通、救援、农业娱乐等领域。
3.2 遥感技术遥感技术((Remote Sensor,RS)是20世纪60年代兴起的一种不直接与目标物接触而感知其性质和状态的探测技术,是根据电磁波的理论,应用各种传感仪器对远距的像元分辨率可从1000m至0.5m,形成多层次、多尺度的综合观测体系。
应用中可根据不离目标所辐射和反射的电磁波信息,进行收集、处理,并最后成像,从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术。
随着传感器技术、航天航空技术和数据通讯技术的不断发展,现代遥感技术已经进入一个能动态、快速、多平台、多时相、高分辨率地提供对地观测地新阶段。
遥感技术的特点为:1宏观性,遥感图像或数据的宏观性,指一张23cmX23cm的航片可覆盖60平方千米到30000平方千米的地表面积,并可同时获取任何范围的地表物性参数。
航空遥感飞行高度通常为10km左右,陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右。
2时效性,遥感图像或数据的时效性,指卫星遥感可覆盖获取地表及最新图像数据,如陆地卫星每16天可覆盖地区一遍、NOAA气象卫星每天能接收2次图像数据、Meteosat每30分钟可获得同一地区的图像。
3连续性,遥感图像或数据的连续性,指卫星图像具有连续覆盖特性,可获取一个区域的完整图像数据,进行各类资源与环境变化的调查。
4多尺度性,遥感图像或数据的多尺度性,指遥感图像同的任务选用不同平台和空间尺度的图像数据进行解释。
5综合性,遥感图像或数据的综合性,指光谱数据(紫光、可见光、红外、微波的地物电磁辐射信息差异)的综合和不同季节物候现象的综合。
6可比性,遥感图像或数据的可比性,指热红外遥感可比目标物质昼夜之间的信息差异,微波遥感数据可对目标进行全天候、全天时探测,并对同一地域的多时相图像,进行空间结构综合分析和动态监测。
7普适性,遥感图像或数据的普适性,指遥感信息可广泛应用于城市地理分析的许多方面和各种专题研究等。
8局限性,遥感图像或数据的局限性,指电磁波特性、探测深度、空间尺度等方面。
遥感技术如此重要,应用范围也是十分广阔,例如:1地质包括地质找矿、岩性分类、地震和火山活动、地下水、地热2土地资源土地利用调查:利用不同分辨率的图像融合,增强空间分辨率和光谱特性。
3城市建设利用高分辨率影像,动态监测和规划城市基础设施、工业、零售业分布、房地产规划居民区分布、人口、占用耕地等等。
4 林业林木覆盖类型、森林立地因子的界定、城市园林绿化5线路工程工程稳定性分析、线路规划、选线(润阳大桥、青藏铁路、南水北调、西气东输、西电东送工程)地质稳定性分析(地质构造)6生态环境城市热岛效应监测:利用热红外扫描影像,分析城市热岛分布和产生原因石漠化水土保持和土壤侵蚀:三维动态模型分析灾害:如滑坡,河流淤积滩涂。
7军事全天候和全天时侦察:微波和热红外优势揭露军事伪装, 军事目标的识别。
遥感技术与我们的生活息息相关,俨然成为了不可或缺的一部分。
23.3 地理信息系统地理信息系统(Geographic Information 台,并为智能化数据采集提供地学知识。
3S是高度自动化、实时化和智能化的对地观测系统,不仅具有自动、实时地采集、处理和System,GIS)为信息的展示与管理提供了一种新的方法,就是在计算机硬件、软件系统支持下,形成了对研究现实世界(资源与环境)的现状和变迁的各类空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
地理信息系统作为集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体的新兴边缘学科迅速发展起来。
近年来,GIS被世界各国普遍重视,尤其是“数字地球”概念的提出,使其核心技术GIS更为各国政府所关注。
其具有以下4个方面的特征:1.具有采集、管理、分析、和输出多种地理空间信息的能力。
2.以地理研究和地理决策为目的,以地理模型方法为手段,具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力,并能产生高层次的地理信息。
3.具有公共的地理定位基础,使其中隐含的信息得以显示和表达,形成空间和时间上连续分布的综合信息。
4.由计算机系统进行空间地理数据管理,并由计算机程序模拟常规或专门的地理分析方法,处理空间数据,产生有用信息,从而完成人类难以完成对任务。
从系统的角度看,在未来的几十年内,地理信息将向着数据标准化、数据多维化、系统集成化、系统智能化、平台网纪念品化和应用社会化(数字地球)的方向发展。
4 结论国际上3S的研究和应用开始向集成化(或一体化)发展。
在3S集成应用中,GPS主要用于实时、快速地提供目标的空间位置;RS用于实时或准实时地提供目标及其环境的语义或非语义信息,发现地球表面上的各种变化,及时对GIS进行数据更新;GIS则是对多种来源的时空数据进行综合处理、集成管理和动态存取,作为新的集成系统平更新数据的功能,而且能够智能化地分析和运用数据,为多种应用提供科学的决策咨询。
就未来空间信息技术的发展趋势,我认为其速度依旧会持续快速增长,并且向应用领域多元化,各细分领域相互融合等方向发展。
如维稳防恐、人民防空、防汛抗旱、森林防火、防震减灾、安全生产、公共卫生、突发疫情等。
数字地球也因此应运而生。
随着地球空间信息学的发展而建立起的数字地球,必将促进现代化事业的高速发展,为整个国民经济的建立做出更大的贡献,并将在未来和知识经济社会产生巨大的经济效益和社会效益。
参考文献1《空间信息技术》2《空间信息技术相关基础知识》 3《空间信息技术(“三S”技术)的目前现状》4《空间信息技术导论论文》 5《地理信息系统在农业上的应用》 6《地理信息系统原理与实践》 7《地理必修第3册》 8《航天返回与遥感》 9《城市地理分析》 10《新一代的GIS》 11《GPS原理与应用》 12《GPS的发展历史》 13《GPS发展现状》 14《GPS车辆管理系统》 15《GPS的应用范围》 16《GIS发展现状和趋势》17《GPS卫星定位仪操作使用说明》 18《光频标》19《童庆禧:空间信息技术与社会可持续发展》20《信息技术的发展趋势》3。