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第一章 绪论 1

1.1 空间态势感知概念 1

1.2 空间态势感知对象 3

1.2.1 空间目标 3

1.2.2 空间环境 4

1.3 空间态势感知用途 4

1.3.1 对空间任务规划的作用 5

1.3.2 对空间任务实施的作用 6

1.3.3 对任务效果评估的作用 7

1.4 空间态势感知组成 7

1.4.1 空间态势信息获取系统 8

1.4.2 空间态势信息处理系统 11

1.4.3 空间态势认知及其产品生成系统 11

1.4.4 空间态势感知管理系统 12

1.5 空间态势感知任务 13

1.6 空间态势感知能力需求 14

1.6.1 探测/跟踪/识别能力 17

1.6.2 威胁告警和评估能力 17

1.6.3 特性/特征描述能力 17

1.6.4 数据集成/处理/应用能力 17

分析思考题 19

参考文献 19

第二章 空间目标 20

2.1 空间目标概述 20

2.1.1 空间目标定义 20

2.1.2 空间目标分布 20

2.1.3 空间目标体积和质量 23

2.2 典型空间目标类型 23

2.2.1 航天器 23

2.2.2 弹道导弹 37

2.2.3 空间碎片 42

2.2.4 临近空间目标 44

分析思考题 49

参考文献 49

第三章 空间目标特性 50

3.1 空间目标特性基本含义及用途 50

3.1.1 空间目标特性基本含义 50

3.1.2 空间目标特性的地位和作用 54

3.2 空间目标几何与材质特性 55

3.2.1 空间目标几何特性 55

3.2.2 空间目标材质特性 58

3.3 空间目标运动特性 59

3.3.1 空间目标运动时间与坐标系统 59

3.3.2 空间目标轨道运动基本原理与特点 67

3.3.3 空间目标轨道运动特性分析 78

3.3.4 空间目标姿态运动特性分析 89

3.4 空间目标光学特性 97

3.4.1 目标光学特性基本术语 97

3.4.2 目标光学特性基本定律 102

3.4.3 目标光学特性描述方法 109

3.4.4 空间目标光学特性获取及应用 118

3.5 空间目标雷达特性 124

3.5.1 概述 124

3.5.2 目标雷达特性类型及用途 124

3.5.3 RCS测量方法及其应用 126

3.6 空间目标无线电特性 135

分析思考题 135

参考文献 137

第四章 空间环境 139

4.1 空间环境主要特点 139

4.1.1 空间的高真空特点 139

4.1.2 空间的强辐射特点 140

4.1.3 空间的冷黑特点 140

4.2 空间环境要素 141

4.2.1 中性大气 142

4.2.2 等离子体 144

4.2.3 地磁场 145

4.2.4 高能带电粒子 145

4.3 空间环境参数表征 146

4.3.1 中性大气参数表征 146

4.3.2 等离子体参数表征 148

4.3.3 地磁场参数表征 149

4.3.4 高能带电粒子参数表征 150

4.4 空间环境效应 151

4.4.1 中性大气效应 153

4.4.2 等离子体效应 154

4.4.3 地磁场效应 155

4.4.4 高能带电粒子效应 155

4.5 太阳活动及其影响 157

4.5.1 太阳活动及其描述 157

4.5.2 太阳活动对空间环境的影响 161

4.5.3 太阳活动对在轨航天器的影响 162

4.6 空间环境对空间态势感知系统的影响 169

4.6.1 电离层环境对空间目标测控系统的影响 169

4.6.2 空间环境对空间目标探测识别系统的影响效应 169

分析思考题 171

参考文献 171

第五章 空间环境监测与预报 173

5.1 空间环境监测概述 174

5.2 太阳活动监测 176

5.2.1 太阳活动监测的内容 176

5.2.2 太阳黑子监测 177

5.2.3 光学耀斑监测 177

5.2.4 X射线耀斑监测 179

5.2.5 日冕物质抛射监测 179

5.2.6 太阳射电监测 180

5.3 地球空间环境监测 181

5.3.1 中高层大气监测 182

5.3.2 电离层监测 186

5.3.3 地磁场监测 189

5.3.4 高能带电粒子监测 191

5.4 空间环境预报 195

5.4.1 空间环境预报方法 195

5.4.2 空间环境现报 196

5.4.3 空间环境短期预报 196

5.4.4 空间环境警报 196

5.4.5 空间环境中长期预报 196

5.5 太阳活动预报 197

5.5.1 太阳黑子长期预报 198

5.5.2 太阳耀斑预报 198

5.5.3 太阳质子事件预报 199

5.6 地球空间环境扰动预报 201

5.6.1 地磁暴预报 201

5.6.2 高能电子暴预报 202

5.6.3 电离层扰动预报 202

分析思考题 204

参考文献 204

第六章 态势感知雷达原理与系统 205

6.1 雷达基础 205

6.1.1 雷达基本组成 206

6.1.2 雷达工作基础 207

6.1.3 雷达主要类型 208

6.1.4 雷达性能技术指标 209

6.2 典型雷达设备简介 210

6.2.1 相控阵雷达 210

6.2.2 单脉冲雷达 213

6.2.3 双（多）基地雷达 215

6.3 电磁谱段与传播环境 220

6.3.1 电磁谱段 220

6.3.2 电磁波传播环境 224

6.4 雷达方程及参数测量 227

6.4.1 雷达方程 227

6.4.2 参数测量 228

6.4.3 定位与跟踪 240

6.4.4 雷达干扰、噪声与杂波 244

6.5 雷达天线 247

6.5.1 常用线天线 247

6.5.2 常用面天线 250

6.6 雷达发射机 252

6.6.1 微波电子管发射机 252

6.6.2 固态发射机 253

6.6.3 固态收发模块 254

6.7 雷达接收机 255

6.7.1 雷达接收机类型 255

6.7.2 超外差式雷达接收机 255

6.8 雷达终端显示器 257

6.8.1 距离显示器 258

6.8.2 平面显示器 259

6.8.3 高度显示器 260

6.8.4 情况显示器和综合显示器 260

6.8.5 光栅扫描显示器 261

分析思考题 261

参考文献 261

第七章 空间目标光学测量原理 263

7.1 光学测量设备简介 263

7.1.1 光学测量设备的基本构成 263

7.1.2 典型的光学测量设备简介 268

7.2 光学镜头 270

7.2.1 普通光学镜头 270

7.2.2 光学望远镜 273

7.2.3 望远镜的作用距离 276

7.3 光电探测器 279

7.3.1 光电探测器的理论基础 279

7.3.2 CCD探测器 289

7.3.3 CMOS探测器 300

7.3.4 pin探测器 304

7.3.5 APD探测器 305

7.3.6 红外探测器 306

7.4 被动式光学位姿测量 307

7.4.1 多站交会测量原理 308

7.4.2 单站精密测角原理 311

7.4.3 双目立体测量基本原理 313

7.4.4 红外测量原理 320

7.5 主动式光学位姿测量 323

7.5.1 激光雷达原理 324

7.5.2 激光三维成像原理 328

7.5.3 典型激光三维成像系统 331

7.6 光度测量方法 333

7.6.1 光度的概念 333

7.6.2 光度测量的基本方法 335

7.7 偏振测量方法 337

7.7.1 自然光与偏振光 337

7.7.2 偏振测量基本原理 338

7.8 光谱测量方法 342

7.8.1 光谱测量原理 342

7.8.2 光谱测量系统 345

7.8.3 光谱测量的应用 347

分析思考题 349

参考文献 350

第八章 空间态势分析与描述 351

8.1 空间目标轨道预报与精确计算 351

8.1.1 双行根数与轨道预报模型 352

8.1.2 轨道参数的精确计算 357

8.2 空间碎片碰撞预警 363

8.2.1 空间碎片碰撞预警流程 363

8.2.2 危险交会筛选方法 366

8.2.3 碰撞概率计算方法 370

8.2.4 空间碎片碰撞预警在航天发射中的应用 380

8.3 空间态势描述方法 381

8.3.1 空间态势显示需求及描述方式 382

8.3.2 空间态势图的内涵 384

8.3.3 空间态势图的系统体系架构 392

8.3.4 空间态势图显示的关键技术 397

分析思考题 399

参考文献 400