天基空间目标探测技术探讨
空间探测技术及其发展趋势
空间探测技术及其发展趋势随着科技的不断发展，人们可以利用先进的技术探索越来越远的空间。
空间探测技术已成为现代科技的重要组成部分，有力地推动了人类的科学研究和探索。
本文将介绍空间探测技术及其发展趋势。
一、空间探测技术空间探测技术是指通过航天器、火箭、卫星等工具在太空中采集数据，以探测、观测和研究地球和宇宙的物理、化学、地质、天文等现象的技术。
根据探测目标的不同，可以分为地球观测和天文观测两大类技术。
地球观测技术主要用于观测、探测和研究地球系统，包括大气、海洋、陆地以及生物圈。
利用卫星遥感技术，可以监测全球环境变化、综合掌握天气、气候、农业、水文和环境等方面的信息，并为防灾减灾、资源管理和环境保护提供重要数据支撑。
天文观测技术主要用于探索宇宙，包括对星系、恒星、行星等天体的观测和研究。
天文观测技术的发展不仅使我们更深入地认识了宇宙，而且也为人类探索太空、研究太空技术、预测地球的未来和发现新的资源提供了强有力的支持。
二、空间探测技术的发展空间探测技术的发展经历了多个阶段。
20世纪50年代初期，苏联和美国先后发射了第一颗人造卫星，标志着航天事业的诞生和空间探测技术的开端。
20世纪60年代中期，人类完成了首次载人登月，开启了探索月球的新篇章。
20世纪70年代后期，随着美国“旅行者”号和“先驱”号探测器的成功发射，人类开始探索太阳系外的区域。
21世纪以来，我国也不断加强空间技术的发展，取得了多项重要成就，如嫦娥探月、高分辨率遥感卫星等。
随着航天技术的不断发展，空间探测技术也不断更新换代。
现代空间探测技术主要分为三类，即遥感技术、探测技术和通讯导航技术。
遥感技术是指利用卫星对地球表面进行高精度地球观测的一种技术，包括光学、微波和红外线遥感技术。
探测技术是指探测器对空间环境和天体进行直接观测和数据采集的一种技术，包括磁力计、探测器、重力波探测器等。
通讯导航技术是指利用卫星进行通讯和定位导航的一种技术，包括导航卫星和通讯卫星等。
空间目标探测与识别中的数据处理技术研究
空间目标探测与识别中的数据处理技术研究随着信息技术的日益发展，航天技术也在不断提高。
世界各国纷纷开始探索太空，开展空间探测与利用，包括定位导航、通信、卫星遥感、空间科学、天文观测等多个方面。
在空间探测过程中，数据处理技术起着重要的作用。
尤其是在空间目标探测与识别方面，数据处理技术对于实现任务、提高精度具有至关重要的作用。
本文就空间目标探测与识别中的数据处理技术研究展开讨论。
一、空间目标探测与识别空间目标探测与识别是现代空间技术的重要组成部分，它是指在太空中对各种空间目标进行探测与识别的过程。
其中，探测是指检测空间目标的存在与状态，包括目标的位置、速度、姿态等信息；识别则是指确定空间目标的种类、用途、质量等信息。
空间目标一般包括卫星、空间站、空间舱、太空垃圾等多种类型。
在探测与识别过程中，数据处理技术是必不可少的工具。
利用数据处理技术可以对目标的位置、形态、动态等信息进行分析和计算，判断其种类和用途，实现对目标的探测与识别。
二、空间目标探测与识别中的数据处理技术1. 光电数据处理技术光电数据处理技术是空间目标探测与识别中常用的技术之一。
光电数据处理技术是利用卫星对地面进行拍照或遥感数据的方式对空间目标进行探测与识别。
在数据处理过程中，首先需要进行图像增强，以提高数据的可视性，同时还需要进行图像分割和特征提取，以便针对每个目标分别进行分析和识别。
2. 雷达数据处理技术雷达数据处理技术是针对微波信号进行处理的一种技术。
雷达可以探测到隐蔽目标，解决光学探测不能解决的问题，如雾、云、夜晚等情况下的探测。
在数据处理过程中，首先需要进行信号处理，包括信号滤波、调制和解调等。
其次，需要对目标的距离、方位和速度进行解算和处理，最后对目标进行分类和识别。
3. 数据挖掘技术数据挖掘技术是一种通过分析大量数据，发现其中包含的未知模式和标志，用于预测和推测未来情况的技术。
在空间目标探测与识别中，通过对大量记录的空间目标数据进行处理和分析，可以发现目标之间的关系和规律，预测其运动状态和行为。
空间目标探测与识别方法研究
空间目标探测与识别方法研究一、概述空间目标探测与识别作为航天领域的重要研究方向，旨在实现对地球轨道上各类空间目标的精确探测和有效识别。
随着航天技术的不断发展，空间目标数量日益增多，类型也日趋复杂，这给空间目标探测与识别带来了前所未有的挑战。
深入研究空间目标探测与识别方法，对于提升我国航天事业的国际竞争力、维护国家空间安全具有重要意义。
空间目标探测主要依赖于各类传感器和探测设备，如雷达、光电望远镜、红外传感器等。
这些设备能够捕获空间目标的信号或特征信息，为后续的目标识别提供数据支持。
由于空间环境的复杂性和目标特性的多样性，探测过程中往往伴随着大量的噪声和干扰，这要求我们必须采用先进的信号处理技术来提取有用的目标信息。
空间目标识别则是基于探测到的目标信息，利用模式识别、机器学习等方法对目标进行分类和识别。
识别的准确性直接影响到后续的空间态势感知、目标跟踪以及空间任务规划等工作的质量。
如何提高识别算法的准确性和鲁棒性，是当前空间目标识别领域的研究重点。
本文将对空间目标探测与识别方法进行深入研究，包括探测设备的选择与优化、信号处理技术的研究与应用、以及识别算法的设计与实现等方面。
通过对这些关键技术的探讨，旨在为提升我国空间目标探测与识别的能力提供理论支持和技术保障。
1. 空间目标探测与识别的背景与意义随着科技的飞速发展和人类对宇宙探索的深入，空间目标探测与识别技术逐渐成为当今科研领域的热点。
空间目标包括各类卫星、太空碎片、深空探测器以及潜在的太空威胁等，它们的存在与活动对人类的航天活动、地球安全以及宇宙资源的开发利用具有重要影响。
在空间目标探测与识别领域，通过高精度、高可靠性的技术手段对空间目标进行实时、准确的监测与识别，对于保障航天器的安全运行、预防太空碰撞、维护国家安全和促进航天事业的发展具有重要意义。
对于深空探测和宇宙资源的开发利用，空间目标探测与识别技术也提供了有力的技术支撑。
随着太空竞争的加剧，空间目标探测与识别技术也成为各国军事竞争的重要领域。
天基空间目标监视与跟踪系统轨道确定技术研究
．
可 克 服 的局 限 性
由
而
于天 基 观 测站可 以 根 据任务 需要 进 行 变轨 跟 踪
内时
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几 何等特征提取
，
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且 当空 间 目标 进 入 预 警 卫 星 传 感 器 成 像 作 用 范 围
，
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增加 了空 间态 势感 知 能 力
(图 1)
所 以 天 基 空 间 目标 监
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条件 除 了 不 受 地 球 等 星 体 遮 挡 外
相 机 的成 像条 件
两 种 因素影 响
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图 ３ 波 束 覆 盖 示 意 图
背景 为太 阳或 Ｂ，Ｃ 区域 地 球 的 判 断 条 件 可 由 上 述判 断 条件 引 出． 背 景 为太 阳时 ，球 ０为太 阳 ，Ｍ 为 天基 观 测相
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天基相控阵雷达空间多目标定轨方法研究的开题报告
天基相控阵雷达空间多目标定轨方法研究的开题报告一、选题背景和意义随着人类对空间的不断探索和利用，对空间环境的监测和管理需要更加高效和精准的手段和工具。
天基相控阵雷达作为一种新型的空间监测手段，具有探测距离远、抗干扰能力强、多目标探测能力强等优点，可以广泛应用于卫星、航天器等空间目标的监测和跟踪。
但是，由于外界环境干扰、多目标探测等因素的影响，天基相控阵雷达的空间多目标定轨仍存在一定难度和挑战。
因此，本文旨在应用相关技术方法和理论，研究天基相控阵雷达的空间多目标定轨方法，为提高空间目标的监测和管理水平提供有效的解决手段和工具。
二、研究内容和方法本文的研究内容主要包括以下方面：1. 天基相控阵雷达的基本原理和技术特点，多目标探测算法的研究及其在空间目标监测和跟踪中的应用。
2. 利用基于矩阵计算的目标状态评估算法，对多目标空间目标实现定轨和跟踪，从而提高天基相控阵雷达的检测精度和准确度。
3. 结合相关理论和技术手段，设计实验方案，对天基相控阵雷达的空间多目标定轨方法进行验证和分析，评估其在实际应用中的效果和可行性。
本文的研究方法主要包括文献研究、数据采集和处理、数学建模和仿真实验等。
三、预期成果和意义本文的预期成果主要包括：1. 提出基于矩阵计算的目标状态评估算法，进而实现天基相控阵雷达的空间多目标定轨和跟踪，提高其检测精度和准确度。
2. 验证和分析天基相控阵雷达的空间多目标定轨方法在实际应用中的效果和可行性，为提高空间目标的监测和管理水平提供有效的解决手段和工具。
3. 推动国内相关领域的研究工作，促进天基相控阵雷达的技术创新和应用发展，为我国的空间事业做出贡献。
四、进度安排第一年：1. 研究文献，了解天基相控阵雷达的基本原理和技术特点，多目标探测算法的研究及其在空间目标监测和跟踪中的应用；2. 设计天基相控阵雷达的实验方案，开展数据采集和处理，进行数学建模和仿真实验；3. 提出基于矩阵计算的目标状态评估算法，为天基相控阵雷达的空间多目标定轨和跟踪奠定基础。
天基空间目标可见光相机探测能力分析
Ｖｏ． １４１ ＮＯ． ８Biblioteka 红 外 与 激 光 工 程
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２１ ０ ２年 ８月 Ａｕ ２ １ ｇ．０ ２
天 基 空 间 目标 可 见 光 相 机 探 测 能 力 分 析
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如何进行空间目标探测和定位
如何进行空间目标探测和定位空间目标探测和定位是现代科技领域中的重要课题，它在航天、导航、通信等领域发挥着重要的作用。
历史的发展使得我们能够在地球的大气层之外，进一步观测和研究宇宙。
本文将从技术手段、载体选择和定位方法等方面，探讨如何进行空间目标探测和定位。
一、技术手段的演进空间目标探测和定位的实现离不开先进的技术手段。
过去几十年间，科技的飞速进展为空间探测提供了一系列新的工具和设备。
例如，天文望远镜的发展使得我们能够对遥远的星系和行星进行高分辨率的观测，从而探索宇宙的奥秘；雷达技术的应用则使我们能够侦测到宇宙中的微弱信号，实现对卫星和其他空间目标的跟踪和定位。
二、载体选择的考虑进行空间目标探测和定位时，合适的载体选择是至关重要的。
根据任务的性质和目标的特点，我们可以选择不同的载体进行发射。
火箭是最常见的载体选择，它能够将卫星和其他探测器送入太空中。
此外，火箭的发射高度和速度也决定了探测器的轨道和位置。
人类还尝试过使用气球、飞艇等轻型载体进行低空探测，这样可以以较低的成本实现对大气和地球表面的观测，但受限于高度和速度，其应用范围相对有限。
三、定位方法的应用在进行空间目标探测和定位时，准确的定位方法非常重要。
全球导航卫星系统（GNSS）是现代化定位系统的重要组成部分。
目前最常用的GNSS系统是美国的GPS系统，并以此为基础发展了其他国家的导航定位系统。
这些系统通过利用卫星信号和地面接收器的相互测量，实现对目标位置的精确定位。
此外，激光测距、雷达测距等技术也可用于空间目标的定位，它们利用光学或电磁波的传输时间和接收信号的频率差异来计算目标距离。
四、空间目标探测的挑战尽管空间目标探测和定位在技术上有了长足的进步，但仍然面临一些挑战。
首先，空间目标间的相互干扰可能影响到数据的可靠性和精度，因此需要采取相应的措施来减小干扰。
其次，高速移动和快速变化的目标对探测和定位的要求更高，需要更加先进的技术手段来实现准确的跟踪。
天基目标探测与监视系统发展研究
第３期
李雁斌 ， 等： 天基目标探测与监视系统发展研究 １ ． ３ 防撞预警
５ １
基和天基两种方式 ， 达到广时空覆盖 。
空间碎片的存在严重地威胁着在轨运行航天
１ 需求分析
近年来 ， 随着 硬 件 性 能 和 软 件 计 算 水 平 的 不 断提 高 ， 天 基 雷 达、 红 外、 可见光等传感器的探测 能力取得了长足 的 进 步 ， 天基目标探测与监视技 术在系统可靠性 、 执行自主性 、 跟踪精确度等方面 随之得到了迅猛发展 。 由于该技术在空间资源开 空间攻防以及重大民用领域中具有关键作用 ， 发、 故而各国对其应用高度重视 ， 投入了大量的资金 ， 科技人员进行了广泛深入的研究 。 以该技术为基 础面向各种复杂背景应用的空间监视和空间自主 其中相当一部分目前已 操作任务随即大 量 涌 现 ， 经或者正得到具体实施 。 １ ． １ 目标监视 空间目标监视 系 统 是 利 用 多 星 定 位 ， 运用部 署完毕的空间监 视 网 直 接 获 取 目 标 状 态 信 息 ， 对 所有人造天体向 空 间 的 进 入 、 在空间的运行及离 并结合情报资料 ， 综合处 开空间的过程进行探测 ， 理分 析 出 目 标 轨 道 、 功 能、 使 用 等 信 息， 以掌握空 间态势 ， 向空间攻 防 与 航 天 活 动 等 提 供 空 间 目 标 信息的国家战略信息获取系统 。 跟踪的目标包括 轨道上现役 、 待用和废弃的人造航天器 、 空间碎片 以及其他自然物体 。
它们和 航 天 器 的 碰 撞 能 直 接 改 变 航 天 器的安全 ， 器的表面性能 ， 造成表面器件损伤 ， 导致航天器系 统故障 ， 危害 航 天 器 正 常 运 行 。 同 时 空 间 碎 片 的 不断产生对有限 的 轨 道 资 源 也 构 成 了 严 重 威 胁 ， 尤其是当某一轨道的空间碎片密度达到一个临界 值时 ， 碎片之间的 链 式 碰 撞 过 程 将 会 造 成 轨 道 资 源的永久性破坏 。 因此 ， 为了安全 、 持续地开发和 就必须不断提高对空间碎片的跟 利用空间资源 ， 踪 监 视 技 术， 增强对空间碎片环境的防撞预警 能力 。 １ ． ４ 深空探测 深空探测是人类在新世纪的三大航天活动之 一 。 一方面 ， 深空探测器在空间运行 ， 地面站同它 保证通信质量都需要知道探测器 建立通信链路 、 使得天线主瓣方 在相应坐标系中 的 位 置 和 速 度 ， 向能够对准探测 器 并 接 收 信 号 ， 这种方式受到地 域、 气候条件 和 大 气 限 制 的 制 约 。 而 利 用 天 基 目 全方位 、 实时 、 连续 、 精确 标监视系统可以全天候 、 地观测深空探测器 ； 另一方面 ， 星载深空雷达装在 发往太空的飞行 器 上 ， 采用高功率发射器和大孔 径天线完成对深 空 目 标 的 观 测 ， 用来研究深空目 标的物理特性如表面特征 、 密度 、 轨道 、 旋转等 。 １ ． ５ 编队飞行
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收稿日期:2005-06-01; 收修改稿日期:2005-09-07天基空间目标探测技术探讨谭莹(武汉大学电子信息学院,武汉430079) 摘 要 天基空间目标探测系统可以在太空中近距离地对空间目标进行监视、跟踪和识别,因而成为当前研究的热点。
文章分析了国内外天基空间目标探测技术研究概况,对其发展趋势进行了探讨。
主题词 空间目标 天基监视跟踪系统 探测1 引 言 目前国际上使用的空间目标的观测设备主要都是地面设备。
地面观测设备由于不受体积和质量等限制,可以采用大口径天线来得到很高的空间分辨率,以及以很大的发射功率来获得很远的观测距离,所以仍然是目前空间目标观测的有力武器。
但是地面设备也有其局限性,除了受仪器本身发展的限制外,观测过程中还受到大气传播抖动、蒙气差、电离闪烁等因素的影响,而且观测信号在大气中的衰减使其频率只能在较低的频率范围内选择,使得对小尺度的目标以及目标细节的观测受到限制。
目前对于中小尺度的空间碎片在地面观测还是盲区,利用天基观测设备则可以有效地解决这些问题。
而且对于高轨道上的空间目标的观测,利用天基探测设备更加有效,特别是对于对地观测有重要意义的地球同步轨道。
随着微小卫星技术的发展,灵活多样的小卫星也为天基探测在大范围开展提供了支持,降低了天基观测的门槛[1]。
下面介绍国内外天基空间目标探测技术研究概况。
2 天基空间目标监视系统发展现状 为了克服地基系统的各种缺点,美国等航天大国部署了天基空间目标监视系统[2,3]。
该系统包括一个专用天基传感器。
它被称为天基可视传感器(S BV ,Space Based V isible )[4]。
S BV 传感器在1996年由弹道导弹防御组织(BMDO ,Ballistic m issile Defense Office )发射的中程空间实验(MSX,M id 2course Space Ex peri m ent )卫星运送至轨道。
MSX 卫星的遥感器波长为016μm ～26μm ,覆盖紫外到超长波红外谱段,另外还装有CCD 可见光遥感器。
该卫星发射于1996年,用于跟踪导弹,完成原定使命后被用来加强“地基空间侦察系统”。
图1是安装在MSX 卫星上的天基可见光传感器,这是第一个天基空间探测传感器,由美国麻省理工学院林肯实验室设计和完成[5～10]。
美国正在研制的天基空间目标监视(S BSS,Space 2Based Space Surveillance )系统是美国为提高对空间目标监视、跟踪和识别能力,增强对空间战场态势的实时感知能力而研制的支持空间型天战武器装备。
美国希望S BV 能够坚持到第一颗S BSS 卫星开始在太空中运转。
52006年第3期 空间电子技术S PAC E ELEC TRON I C TECHNOLO GY天基空间目标监视的整个理念是从太空中对太空进行更近距离的监视。
天基传感器应当能够看到太空中有什么,和太空中正在发生什么,而且比地面传感器看到的更清晰,如图2所示。
S BSS 系统的初期目标是能够在任何气候条件下全天候探测、跟踪、编目和观察空间的人造物体,最后的目标是可以不受限制(如影响地基系统的天气、时间、地点等)地进行深空和近地的空间目标探测。
S BSS 是一个使用光电传感器的卫星星座,它将成为太空侦察网的基石,极大地增强长期使用的地基太空监视系统网络。
S BSS 系统的概念研究启动于2002财年,并提出了530万美元的预算要求。
美空军计划使用现有的“中程空间实验“卫星来确定S BSS 系统的设计方案。
第一份S BSS 卫星合同于2004年年底签署。
目前拟议中的S BSS 系统由4～8颗卫星组成,高度1100k m ,设计寿命5年,能够实现每天对空间目标监视一次并更新大多数卫星的位置数据。
据称,S BSS 系统将使美国对地球静止轨道(GE O )卫星的跟踪能力提高50%。
按原计划,S BSS 系统的研制经费为519亿美元,2007年发射,2010年投入使用,最终可能完全取代地基监视空间系统。
但是MSX 卫星上用于太空侦察的传感器使用年限已超过设计寿命,有可能导致卫星覆盖出现空白。
为了避免这种情况发生,美国空军计划2006年发射第1颗S BSS 。
在研制S BSS 系统的同时,美国将继续改进地基监视空间遥感系统和进一步提高监视空间的指挥控制能力与数据融合能力。
所以,不久以后,美国的空间信息支持将由天基和地基一体化的监视空间系统构成。
随着微小卫星技术的日益成熟,利用微小卫星进行空间目标探测和监视也成为当前研究的热点。
为继续进行空间平台小型化研究,美空军和国防高级研究计划局(DARP A )为10所院校提供经费,开发新型、低成本、供军方使用的纳卫星。
这些纳卫星质量为2～10kg,可以演示不同的GPS 导航、小型化的传感器和微推进技术。
2002年12月,“奋进”号航天飞机发射了2颗01908kg 重的卫星。
这是空军与DARP A 联合进行的。
试验表明,其在轨自动监视能力又向前迈进了一大步。
美国空军还进行了“实验卫星系统“(XSS )系列试验。
XSS 210是系列卫星中的第1颗,已于2003年成功发射。
该星能对位于低地轨道上的卫星近距拍照,演示了半自主运行和近距空间目标监视能力。
美国空军于2004年发射XSS 211,主要试验对目标的监视能力,并用于演示先进的轨道机动和位置保持能力。
加拿大是北美防空联合司令部(NORAD )的成员,NORAD 一直使用卫星跟踪服务来辨别目标是接近北美的弹道导弹还是在轨的23000个以上的人造天体之一。
卫星的跟踪功能离不开由空间目标监视网的雷达和光学传感器提供的数据,这些数据包括距离和方位角的连续测量值。
加拿大启动空间监视计划的目的就是为了增加空间目标监视网的传感器,通过发展近地空间监视系统(NESS )来实现对近地球小行星的搜索和跟踪,以及对地球轨道卫星的跟踪。
NESS 任务是在加拿大空间局和加拿大国防部的支持下,由Dynacon 和一个小行星科学家小组共同开发的[11,12]。
它在小卫星平台上装6空间电子技术 2006年第3期载小型成像望远镜,此成像望远镜是基于为MOST 恒星光测任务而设计的。
NESS 用一个卫星完成两个任务:跟踪接近地球的小行星,跟踪地球轨道上的卫星。
1996年,加拿大在MSX 卫星上装载了天基可见光试验望远镜,它的口径为15c m ,和加拿大第1个天基望远镜2MOST 的望远镜口径一样。
MSX 的望远镜具有良好的性能,以致于试验结束后就被选为空间监视网的传感器。
这也表明具有实现卫星跟踪任务所需的望远镜能够配置在1颗小卫星上。
基于上述原因,在加拿大国防部空间监视计划中包括了发射用于跟踪卫星的小卫星,它主要用于跟踪地球静止轨道上的通信卫星和其他一些高轨卫星(NORAD 所谓的深空目标)。
该计划包括在2005年左右将1颗或多颗卫星送入轨道。
NESS 卫星上望远镜获得的目标亮度为11～14,它获得的目标精度能够与NORAD 规定的相适应,对于距离40000k m 的目标精度为1km 。
3 天基空间目标探测技术研究概况 目前的空间目标监视系统主要依靠雷达和光学系统。
一般来说,雷达主要用于探测较近距离的轨道范围,而光学望远镜用于更远距离的轨道范围。
因此,下面将主要介绍天基空间目标的雷达探测技术和光学/光电探测技术的研究概况。
311 天基雷达探测技术的研究概况[1]天基雷达的平台主要有卫星、飞船或空间站等。
直接用于空间碎片观测的天基雷达是最近几年才提出来的。
目前国际上对空间碎片开展天基观测研究的项目有:美国在国际空间站上搭载的专门用于监视轨道上碎片的雷达,法国空间局的小卫星群计划,俄罗斯的短毫米波相控阵雷达,以及加拿大的观察空间碎片的雷达。
国际空间站的平均轨道高度为397km ,因为体积大和在轨运行时间长,必然会受到空间碎片的撞击。
实际情况证明了这一点。
1999年10月26日曾经因为失效的火箭残骸碎片进行了机动规避,将轨道提高115k m ,使得与碎片的距离从114k m 变为25km 。
因此国际空间站在设计阶段专门针对空间碎片的预报和规避提出了搭载专用雷达的方法。
该项目由美国NAS A 的Johns on 空间中心负责。
主要研究工作包括两个雷达方案的研究与设计:一个是由Texas A&M 大学电子工程系负责的天基毫米波雷达,另一个是与洛克希勒工程科学公司合作的Ku 波段天基雷达。
Texas A&M 大学从1987年开始对探测需求和方法进行研究,1989年提出了对空间碎片跟踪的毫米波雷达的可行性报告,1991年针对高精度跟踪定位的相控阵雷达进行了小型化,以适应天基应用的要求。
该系统用于对国际空间站附近25k m 范围内的4mm ～80mm 的空间物体进行跟踪测量,提供冲撞警告以及对空间碎片的数据库提供更新数据。
具体工作时先由红外观测系统提供目标的粗略信息,然后雷达开机进行精确测量。
因为需要观测的范围是围绕空间站轨道的圆环,所以雷达在俯仰方向的观测范围是±15°,在水平方向是360°。
在雷达设计方面,该系统采用了当时最先进的单片集成的大规模相控阵天线、单脉冲跟踪技术、低噪声放大器以及脉冲压缩技术。
天基雷达的探测范围在空间站的轨道面上,探测参数包括空间站与碎片的相遇时间、碎片的距离、径向速度以及俯仰角等。
Johns on 空间中心与洛克希勒工程科学公司合作的Ku 波段天基雷达的研究开始于1987年。
该探测系统在综合考虑了探测需求和当时的技术水平以及微波器件的能力以后,将工作频率选在Ku 波段,天线采用了微带线形式的相控阵天线。
研究人员在1989年利用实验室现成的设备研制了地面实验样机,对系统设计中提出的概念、技术和总体性能进行验证,主要是验证利用MM I C 技术实现的相控阵天线对通过雷达视场的高速小目标测速的精度。
试验中用步枪子弹进行了飞行轨道测量,将目标距离限制在1k m 处,因为目标的速度已知,雷达截面已知,所以可以用样机测量的结果来验证雷达的性能。
利用仿真程序对测量数据进行分析以后,得到不同天线参数的测量精度,为实际的天基雷达设计提供依据。
72006年第3期 谭 莹:天基空间目标探测技术探讨8空间电子技术 2006年第3期在地面样机的基础上,该项目的天基雷达样机方案在1993年确定。
为了减小体积、功耗和成本,并在几分钟的处理时间内获得准确的预报结果,该探测系统需要与多个地面雷达站联合探测,并与地面大型计算机联合处理,还需要已知的空间碎片数据库的支持。
该方案建议在空间站上搭载的雷达能够探测在空间站的轨道面上出现的2c m～10c m的空间碎片,提前1～2个轨道周期得到准确的预报,为机动规避做决策和准备。