空间目标监视装备技术的发展现状及其启示

文中给出了空间目标监视装备的体系结构,概括介绍了美国空间监视网的组成与能力,总结分析了基于雷达探测的空间目标识别技术,最后从空间监视与导弹预警的关系、空间监视专职装备建设、装备协同运用与信息共享、监视识别手段等方面,给出对我国空间目标监视雷达装备技术发展的6点启示.     

空间目标监视雷达大气折射探测校准方法

分析了大气环境对空间目标监视雷达电波传播的影响,并重点对测距、测角误差进行了分析;然后,对对流层、电离层探测与校准方法进行了综述和总结;最后,利用外场实测数据对基于气象数据和双频全球定位系统(GPS)的对流层、电离层探测与校准方法进行了验证,取得了较好的修正效果.     

我国空间监视地基雷达系统分析

不断增加的空间碎片严重威胁着近地轨道航天器的安全,尤其是载人航天器的安全。由于空间碎片主要分布在低地球轨道（LEO）上,属于地基雷达可探测的范围,而且雷达能全天候全天时工作,因此根据我国的实际情况,大力发展地基监视雷达极具现实意义。文中从空间碎片地基监视对雷达系统的技术需求出发,对雷达探测空间碎片的主要性能进行了分析论证,给出了雷达探测性能的仿真分析结果,最后进行了系统关键技术分析。     

一种基于STK平台的相控阵雷达空间目标监视模型

建立准确合理的相控阵雷达工作模型是分析其对空间目标监视能力的关键。根据相控阵雷达监视空间目标的机理,该文阐述了一种基于STK平台的相控阵雷达空间目标监视模型的构建思路和过程,并从相控阵雷达对空间目标的截获能力、相控阵雷达对空间目标的观测弧段长度、相控阵雷达空域内同时存在的空间目标数目三个方面给出了应用结果。验证结果表明,该模型能够较为准确地描述相控阵雷达的工作情况及其处理多批目标的能力。     

空间监视雷达高精度实时目标定轨方法

地基空间监视雷达肩负着新目标发现、编目维持、空间事件监视等太空态势实时感知任务。在太空态势实时感知任务中,必须对空间目标进行实时高精度目标定轨。这类任务对实时性和精度要求都很高,传统方法难以满足任务需求。例如,传统的空间目标定轨算法为事后处理,为达到任务的精度要求需要积累多天多圈数据,不能满足此类任务的实时性要求。而传统的雷达目标跟踪滤波算法仅支持单弧段,其精度无法达到应用要求。为此,本文提出了基于高精度空间目标轨道模型和空间目标轨道预报误差协方差传播理论的不敏卡尔曼滤波（UKF）。该方法采用高精度空间目标轨道模型,支持多装备多弧段雷达观测数据,可以很好地解决多弧段滤波中断导致协方差不匹配的问题。根据仿真实验,跟踪三圈后,实时定轨的目标位置精度可以达到百米级,速度精度达到分米级。     

电波环境及微波超视距传播

电波环境是信息化系统和武器装备的重要组成部分,微波超视距传播基于对流层电波环境中的大气超折射(大气波导)和散射机制,可实现数百千米的地基/岸基/船载雷达微波超视距远距离目标探测或无中继微波超视距远距离通信,具有较大的实际应用价值。文章介绍了电波环境的概念和数据要素、对流层大气波导和散射传播的特点以及微波超视距效应评估技术,在此基础上分析了微波超视距雷达探测技术的典型应用场景。     

相控阵雷达空域检测性能分析

在空域监视和目标跟踪中，相控阵雷达采用不同波束指向和不同波形，以满足工作模式和战术要求。本文以地基空间监视相控阵雷达为例，分析和研究相控阵波束指向和波形参数变化情况下相控阵雷达在空域的检测性能。     

舰船雷达超视距探测中的定位方法研究

蒸发波导是海洋大气环境中出现概率最高的一种大气波导,当舰船雷达工作在蒸发波导环境下时,在一定的条件下雷达电波被陷获在蒸发波导内传播,如果采用雷达常用的定位方法就会产生很大的定位误差。根据电波传播理论和蒸发波导特征,基于射线追踪技术,提出了蒸发波导环境中舰船雷达电波传播路径的计算方法和雷达对目标的精确定位方法。仿真结果表明,满足蒸发波导传播条件情况下,舰船雷达采用常用方法对目标定位时在水平方向的误差较小,在垂直方向上的误差很大。采用蒸发波导环境下的舰船雷达定位方法可以实现在蒸发波导条件下对目标精确定位,从而提高舰船雷达的作用效果和精度。     

基于星载机会源的空间目标外辐射源雷达探测技术可行性研究

空间目标监视雷达通常采用有源雷达,为了充分发挥无源雷达在空间目标监视中的本身优势,该文分析了利用卫星信号作为机会源的外辐射源雷达探测空间目标的可行性。首先,从可探测时间、直达波抑制等角度分析了利用卫星信号的外辐射源雷达能够较好地探测低轨目标。同时,仿真分析了卫星信号外辐射源雷达Ku 和L 波段空间目标双站横截面积(Radar Cross Section, RCS),为空间目标前向散射能量的选择提供基础。最后,研究了系统增益、积累时间、辐射源选择等系统关键参数,从关键参数的分析可以看出,利用同步卫星电视的外辐射源雷达系统规模相对较小。分析结果可以大大促进卫星外辐射源雷达探测空间目标的发展。      

空间目标雷达轨道改进原理及工程实现

空间目标监视雷达是空间监视领域的骨干装备,与常规防空雷达相比,需要增加空间目标轨道确定核心功能,而轨道改进是实现该功能的重要组成模块,轨道改进模块的研制涉及非常复杂的航天动力学知识,这对从事雷达系统设计的非轨道力学专业的研究人员来说带来极大困难。为此,本文以空间目标雷达定轨中的批处理轨道改进计算为例,介绍了它的数学原理,给出了程序设计思路和函数接口实现,并与ODTK软件进行了仿真对比。实验结果验证了软件设计的有效性,表明本文设计的函数接口可以辅助科研人员进行雷达系统设计。     

空间碎片监测技术研究

结合空间目标环境,阐述了空间碎片监测的重要性。对国外空间碎片地基和天基监测手段(雷达、光学望远镜)进行了综述,并分析了相应的监测效能。通过对国外空间碎片监测技术的研究,指出了空间碎片监测的发展方向。该文对空间碎片监测发展具有重要的指导意义。     

美国“太空篱笆”计划概述

“太空篱笆”计划是美国立足未来国家安全和民事应用需求,为扩大对太空目标的监视范围、增加对太空目标的探测容量、提高对太空目标的探测精度和时效性,特别是探测小型太空目标的需求而提出的一种大型地基雷达系统。该计划试图通过跟踪更多更小的目标,以及取代美国空军1961年以来一直使用的空军太空监视系统来改善空间态势感知能力。文中介绍了“太空篱笆”项目的意图、系统组成及功能,分析了“太空篱笆”项目的关键技术、风险点以及管理方式。     

基于抛物方程法的主动雷达探测威力评估方法

基于适用于大区域复杂环境中的电波传播求解的抛物方程算法,结合了雷达方程模型和Swerling目标闪烁模型,提出了一种主动雷达对海探测威力评估算法。采用美海军的AREPS对其进行正确性验证,结果表明误差<3 dB。该算法能够用于主动雷达的探测威力评估。     

太赫兹技术在空间领域应用的探讨

太赫兹频段介于红外光波与毫米波之间,是电磁波谱中的重要频段。太赫兹技术已在空间领域展示出良好的应用前景。通过空间太赫兹频段观测可以获得丰富的气象信息、大气信息和深空科学信息。基于太赫兹链路的高频段通信有望突破等离子体黑障的限制,实现无中断的测控通信;高速率小型化的太赫兹通信终端是实现卫星网络的理想选择。太赫兹雷达在航天器自身防御及空间弹道目标预警领域将显示出独特的优势与价值。     

空间目标的雷达定轨实时识别问题研究

反导预警雷达在弹道导弹探测模式下可观测到许多低轨卫星,由于作战使命的定位,这些观测数据被直接丢弃,导致其作战效能没有被充分发挥.为进一步挖掘反导预警雷达在日常值班状态下的空间目标监视潜能,本文针对反导预警雷达的工作特点,首先阐述了基于轨道根数的空间目标识别的基本数学原理,其中包括坐标转换、轨道确定和轨道匹配等核心处理步...