04空间预警系统演示PPT

存在缺点
1、受传感器视场限制，DSP卫星只能间隔一段时间 才能扫描特定区域，采用线扫方式，扫描速度 为10s扫1线，速度较低； 2、再加上地面处理速度和数传速度慢，造成预警时 延太长； 3、由于太阳耀光的的影响，存在探测盲区。 4、由于采用的都是GEO卫星，不具备洲际导弹中 段监视能力，即无法探测导弹发动机关火以后 目标为微弱的红外辐射。 5、灵敏度和分辨力不够高，难以找到低能级移动 式小目标；对战术导弹的预警能力较弱。
<二>SBIRS系统的新部署进展

美国已于2006年6月和2008年3月先后发射了两颗 “天基红外系统”大椭圆轨道卫星。这次发射的 首颗“天基红外系统”地球静止轨道卫星采用美 国洛马公司的A2100商用通信卫星平台，设计寿 命12年，电源功率约2800瓦，重量约4500千克， 其上的红外探测器重约450千克。
<二>SBIRS系统的新部署进展


由于目前的反卫星武器还无法打击高轨道卫 星，所以“天基红外系统”卫星没有配备防卫功 能，但不知道未来升空的“空间跟踪与监视系统 ”低轨道卫星是否配备防卫功能。 不过，“空间跟踪与监视系统”的轨道比较 高，个头小，且数量多，所以，在天基反卫星武 器问世前，其安全性问题不大。
空间目标监视基本过程
<一> 可探测阶段
1.
2.
3.
主动段探测：依靠导弹的尾焰红外辐射进行探 测，液体和固体推进剂会产生不同的辐射，一 般红外辐射>紫外辐射>可见光。主动段一般都 处于大气中，大气会吸收大部分的红外辐射， 所以只有当目标处于大气之外（或稀薄大气） 中时，才能够进行遥感红外探测。 在飞行中段，导弹发动机关火，红外辐射较弱， 此时需要利用可见光或紫外进行探测。借助 “中段空间试验”（MSX）卫星的来实现对飞 行中段的探测，利用不同探测波长的探测材料， 使探测波谱能覆盖从紫外，可见光到超长波红 外的范围，即110nm到28μm波长。 在再入段，发动机重新点火，主要以红外探测 为主。


<二>SBIRS系统的新部署进展


首颗“天基红外系统”地球静止轨道卫星上天后，将成为 耗资104亿美元的美国新一代导弹预警卫星项目的重大里 程碑。据美国军队一位官员2011年4月12日透露，由于该 卫星的探测器非常敏感，所以还能搜集情报，并经国家地 理空间情报局获准从事技术情报工作。其任务大多是涉密 的，现只知道一项非密任务：探测森林火险。 第二颗“天基红外系统”地球静止轨道卫星计划在2012年 用宇宙神-5火箭发射。第3、4颗“天基红外系统”地球静 止轨道卫星将与第1、2颗很类似，只是做了一些小调整， 比如使用了不同的星体跟踪器、惯性测量仪以及更换过时 的部件，从而可以提供导弹预警、导弹防御、战场空间感 知、以及作战人员所需的技术情报。该卫星将于近年开始 发射，但具体时间不详。
一. 概 要



基于天基的空间目标监视，就是以星载探测器为 主体，构成的主要针对弹道导弹的监视、发现和 跟踪系统。 属于区域弹道弹道防御系统中首要的预警部分， 也是防御系统的最前端部分。 基本的探测形式有星载雷达探测和星载光学探测 两种，我们在此重点介绍的DSP和SBIRS系统都 是以星载光学探测为主。 主要探测对象：洲际战略导弹和潜射弹道导弹。
三. SBIRS系统
<一>SBIRS简介
静止轨道卫星沿用DSP已有的星座；低轨卫星星座由 “空间和导弹跟踪系统”（SMTS）计划支持；高轨卫星 星座由“战区高度区域防御”（THAAD）计划支持。 这样，SBIRS计划内容至少包含DSP、SBIRS-Low、 SBIRS-High、“战区空袭和发射预报”（ALERT）、 “联合战术级地面站” （JTAGS）和“眼镜蛇响声” （ CB ， Cobra Brass ） 等 6 项 计 划 ， 从 而 形 成 了 美 国 BMD计划的核心。 其中地面ALERT系统是为提高DSP卫星数据的处理速 度服务的，可以同时处理2～3颗卫星数据，具有较强的数 据处理融合能力；JTAGS 是一项为SBIRS卫星星座（3 种轨道高度）而建造的移动式地面接收站计划；CB则是 专为研制相应高水平红外探测器而设置的。
<二>SBIRS系统的新部署进展

“空间跟踪与监视系统”（STSS）目前还没有部署 。它有不同轨道配置：只用于完成美国“国家导弹防御系 统”任务时，由3条轨道共21颗星组成；当用于完成导弹 预警、导弹防御、技术情报、战场描述这4项任务时，由4 条轨道共24～28颗卫星组成。这些卫星将成对工作，以提 供立体观测。整个低轨道卫星星座是利用卫星内部的交叉 链路连接在一起的，每对卫星通过60兆赫的卫星间链路进 行相互通信。当第一颗卫星所跟踪的导弹离开它的视线后 ，它可以将目标的位置告知第二颗卫星，第二颗卫星将继 续跟踪目标，并将有关引导信息提供给反导部队。必要时 ，这种传递可以在整个星座中继续下去，直到目标被摧毁 或无法再探测到为止。
三. SBIRS系统
<一>SBIRS简介
它的高轨道部分由5颗地球静止轨道卫星（其 中1颗为备份）、2颗大椭圆轨道卫星组成，主要 通过红外探测器来侦察、跟踪来袭导弹的热助推 段，为美国最高指挥当局和作战部门提供全球范 围内的导弹发射数据。其中的大椭圆轨道卫星由 于远地点处于北半球上空，可长期观测北半球的 情况，所以主要用来探测俄罗斯等高纬度地区的 洲际导弹发射及北方水域的潜射导弹发射。
<三>SBIRS系统的基本性能


部署在大椭圆（HEO：2颗），地球同步（GEO： 4～5颗）和低地（LEO：12～24颗）三种轨道。 具有红外、可见和紫外多谱段探测能力。 每颗卫星都具有宽视场短波红外捕获和窄视场多 波段跟踪传感器。 具有导弹主动段，飞行中段和再入段的探测能力。 在导弹飞行中段具有指导拦截的能力。
<三>SBIRS系统的基本性能


该卫星系统的低轨道部分由运行在1600千米 高的20多颗左右的小卫星组成。这些卫星能跟踪 全球范围内来袭导弹发射后的全过程（主要用于 中段和末段），同时也能提供导弹发射场和其他 技术情报，可有效地为导弹防御系统提供精确的 瞄准数据，包括提供弹道中段的精确跟踪与识别 ，并将引导数据提供给导弹拦截弹。 通过采用这种不同轨道的多星组网方式，可 提高卫星的空间和时间分辨率，从而有助于探测 那些采用机动发射架进行发射的导弹。
技术特点
4、生存能力提高，据称有防激光能力，所采用措施： 在红外探测器镜头上镀抗激光致盲膜； 在遮光罩内部装“校正透镜”； 多谱段工作； 采用多元探测阵列。 5、地面Alert（ “战区空袭和发射预报”）系统，可 以同时处理2～3颗卫星数据，具有较强的数据处 理融合能力。 6、采用激光信标机来校准红外探测器的视线精度， 提高了定位精确度。 7、采用电视跟踪辅助测量，通过电视摄像来降低虚 警和漏警的概率。
空间预警系统的新进展
一、概 要 二、DSP系统 三、SBIRS系统 四、美军的其它发展计划 五、涉及的相关光学器件与技术 六、多波段红外焦平面在空间预警中的应用 七、总结
一. 概 要

空间预警系统（SEWS）是美国弹道导弹战略防 御体系（BMD）中不可缺少的组成部分，是一个 高度集成、高精度的光机电一体化系统。本文以 美国并根据多波段红外焦平面的工作原理，探讨了多 波段红外焦平面器件在空间预警系统中的应用前 景与可行性。DSP和SBIRS空间预警系统具有多 波段（红外）的探测能力，其中2.7μm和4.3μm 的波段探测采用不同材料的红外焦平面来完成， 并具有相应的成像系统，这必然会影响到系统的 运行效率和结构的精简。本文以提高空间预警系 统的效率为出发点，对采用多波段红外焦平面替 代多种焦平面完成多波段探测的可行性进行了论 述。
<二> 红外扫描

望远镜视轴线与卫星主轴成一定角度的夹角，因而随着卫 星自旋可形成一圆锥扫描区域，红外探测器就像钟表表针 扫描表盘一样，对地球进行扫描，可形成圆锥扫描区域， 通过望远镜搜集红外辐射来探测弹道导弹发射。
<三>星载探测定位原理
利用目标相对星载探测器的方位角A，高低角E和斜距R， 利用这三个参数来求取目标的三维坐标（x，y，z）。
<二>SBIRS系统的新部署进展
“空间跟踪与监视系统”十分复杂，为此，美国先发射 了一些试验卫星。 2009年5月5日，美国用1枚德尔他-2火箭发射了1颗 耗资4亿美元的“空间跟踪与监视系统先进技术风险降低 ”（STSS ATRR）卫星，用于测试新型遥感器及其跟踪 弹道导弹的能力，所演示验证的技术将用于“空间跟踪与 监视系统”。 2009年9月25日，美国又用1枚德尔他-2火箭又发射 了2颗“空间跟踪与监视系统”试验演示卫星（STSS Demo），用于演示对各个飞行阶段的弹道导弹的跟踪能 力，证明“空间跟踪与监视系统”星座具有每天24小时覆 盖全球、每周7天监视弹道导弹事态变化，以及全程跟踪 弹道导弹及其再入弹头的能力。
<二>SBIRS系统的新部署进展

为了避免高轨道和低轨道星座相互混淆，2002年 11月，五角大楼将“天基红外系统-低轨道”改称 为“空间跟踪与监视系统”（STSS），并把该项 目由空军移交给弹道导弹防御局，且进一步明确 和扩展了此系统的作战功能。所以，现在所称的 “天基红外系统”一般特指原有的“天基红外系 统-高轨道”卫星。
三. SBIRS系统
<一>SBIRS简介


导弹预警卫星是美军反导体系的重要组成部分， 其预警能力的高与低，提供预警时间的多与少， 是导弹拦截成功与否的关键。由于现役的“国防 支援计划”卫星是冷战时期的产物，只能预警战 略导弹，对战术导弹的预警力不从心。所以，美 国正积极打造可同时预警战略导弹和战术导弹的 “天基红外系统”。 与运行在地球静止轨道的“国防支援计划”卫 星相比，“天基红外系统”的空间段是一个由多 种轨道卫星组成的庞大星座，包括高轨道、低轨 道两部分。