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随着越来越多的国家拥有进入空间和利用空间的能力,空间变得日益拥挤、更加具有竞争性和对抗性,感知空间态势进而控制空间成为一些大国追求的目标.空间目标监视是争夺空间“高边疆”的前提,只有具备较强的空间态势感知能力,才能确保后续的空间攻防行动的有效展开.空间目标监视系统是监视他国空间资产、空间活动、空间碎片,进而实现空间态势感知的重要物质基础,其能力水平直接制约着空间对抗能力的发挥.
空间目标监视系统的任务
空间目标监视系统主要由地基和天基探测设备组成,用以对航天器进入空间、在空间运行及离开空间的过程进行探测和跟踪,对空间碎片和自然天体的运行情况进行观测,结合其他相关信息和数据,经过综合处理,获取目标的外形、尺寸、飞行轨迹、功能等信息,并进行编目,以掌握空间态势,向民用和军用航天活动提供空间目标信息支援.
空间目标监视系统具有重要的军民两用价值.在民用方面,其主要作用是保障航天器安全和判断航天器故障.在军用方面,该系统可以帮助确定潜在敌方的空间能力,为空间对抗等军事航天活动提供支持.空间目标监视系统的主要任务包括：及时发现新的航天发射活动;对空间目标进行探测、跟踪和识别,维持空间目标编目;对可能发生的碰撞和对己方空间系统构成威胁的空间碎片或主动攻击进行告警,确定有敌意航天器的任务载荷、尺寸、形状和轨道参数等重要目标特征;为航天器碰撞规避以及主动防御等提供支持;通过确定目标轨道信息,为攻击敌方航天器提供作战支援.
2013年5月,美参联会颁布的新版《空间作战条令》,首次将空间态势感知列为与空间力量增强、空间支持、空间控制和空间力量运用并列的独立任务领域,并排名第一,将其视为一切空间作战活动的基础和前提.
国外空间目标监视系统的发展现状与趋势
美国拥有天地结合的空间目标监视网 美国已建成遍布全球、天地一体的空间目标监视系统,并正在进行更新换代,以实现覆盖全轨道高度的空间目标监视能力.
在地基方面,美国建立了由30多部地基光学探测系统、无源射频信号探测系统、雷达探测系统、指挥控制中心组成的空间监视网.美国空间监视网拥有对大部分空间目标进行编目管理的能力,但还不具备在任何时候对所有空间目标进行持续监视的能力,主要根据任务需要在一段时间内对特定目标进行观测.目前,美国空间监视网可探测的目标直径：低轨为10厘米,地球同步轨道为1米.目标定位精度：低轨为1千米,地球同步轨道为10千米.
为加强地基空间监视系统建设,美国主要采取了以下措施.一是汰旧换新.美国关闭了运行52年的旧“空间篱笆”系统,以节省开支.2014年6月,美国空军开始研制新的“空间篱笆”系统.新一代“空间篱笆”系统使用3台地基S波段雷达,可探测低/中高度地球轨道上20万个左右2厘米以上的空间目标,计划2018年建成,投入运行后将大大增强美国空间态势感知能力.在没有预先提示或指派任务的情况下,具有发现、锁定和测量2/5的低/中轨道空间目标能力.二是填补盲区.目前,美国在南半球部署的空间目标监视系统较少,只在南半球赤道附近有零星部署,存在覆盖盲区.因此美国拟在澳大利亚部署空间监视望远镜和C波段雷达,不但能提高对东半球和南半球覆盖,改善美军地基中/高轨探测监视能力的不足,而且可提高对地球同步轨道区域微小目标的探测能力,发展对空间的广域、快速搜索监视能力.三是提升能力.美军将改造联合空间作战中心的任务系统,提升空间指挥、控制和数据分析能力.
在天基方面,天基空间监视系统具有不受地理位置限制、可全天候工作、可进行广域空间监视、探测跟踪深空微小目标能力强等特点.美国在加强地基空间目标监视系统的同时,正在加紧建设天基空间态势感知系统.一是发展大型天基空间监视系统.2010年9月,美军发射了“天基空间监视系统”（SBSS）首颗“探路者”卫星,并于2013年4月正式服役.SBSS可全天时、全天候进行空间态势感知,每天提供1.2万次对深空物体的观测;与地基监视系统每次只能观测一个目标不同,SBSS可同时观测多个深空目标,部署后空军的空间物体观测能力提高了5倍.其后继项目可能将使用由在低轨道运行的3颗尺寸更小的卫星组成的星座,对地球同步轨道的物体保持监视.目前,相关的技术研发工作正在进行,并计划在2021年前发射.
二是发展小卫星用于空间监视.美国已发射两颗“凝视”纳卫星,计划构建由18颗纳卫星组成的卫星星座,提高对空间目标的定位精度.美空军计划2017年在“快速响应空间”-5任务期间发射小卫星,提供地球同步轨道目标监视能力,补充美军空间监视能力潜在缺口,并验证相关技术.
三是发展对地球同步轨道目标的抵近侦察能力.2014年7月,美军发射2颗“地球同步轨道空间态势感知计划”卫星,具备较强的机动变轨能力,可按需抵近地球同步轨道目标,绕目标飞行,对目标进行详细的光学和电子侦察.
预计到2020年前,美国在全球的覆盖盲区将显著缩小,并将在地基系统升级改造和部署新系统的基础上大力发展天基系统,大幅提升对深空微小目标的探测、跟踪与识别能力,并具备广域与局域威胁告警与评估能力.到2020年,美国空间监视网对低轨空间目标的探测和定位精度将分别提高到1厘米和10米,对地球同步轨道目标的探测和定位精度将分别提高到10厘米和100米;将能实时监视感兴趣目标,空间碰撞预测的准确率提高到99%.
俄罗斯继续沿用部署在苏联国土内的外空监视系统 俄罗斯空间目标监视系统是伴随着其弹道导弹预警系统的建设而发展起来的,主要以地基系统为主,包括地基雷达,光学、光电探测器,与空间监视中心共同构成外空监视系统,由俄罗斯航天部队掌管.俄罗斯空间监视网每天能生成5万条左右观测数据,维持8500个目标的编目,其中大部分为低轨目标.俄罗斯空间监视系统目前主要受制于两个因素：一是没有形成覆盖全球的网络,监视的对象大部分为低轨目标,还无法达到对空域、时域的无缝覆盖.受地理位置分布局限,无法探测跟踪低轨道倾角和西半球的空间目标.二是苏联解体后,俄罗斯需要租用部署在其周边邻国境内的空间目标监视系统.据俄罗斯军方称,2001年俄罗斯雷达网仅能覆盖1/3领土上的空间.
监视系统论文参考资料：
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