ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＷＯＲＬＤ・攘索与谗 ７察
太空态势感知体系结构及发展趋势研究
中国电子科技集团公司第三十八研究所 洪兴勇
安徽新华学院电子通信工程学院李文瑾
【摘要】太空态势感知作为太空攻防对抗作战主要活动，是太空信息化战争的主要支撑力量。本文研究了太空态势感知技术及其功能，分析了太
空态势感知活动类型，建立了太空态势感知体系结构，最后总结了太空态势感知的发展方向，为我国态势感知系统建设和发展奠定技术基础。
【关键词】太空目标；态势感知；监视探测；辅助支持
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｓｐａｃｅ ＳｉｔｕａｔｉＯｎ Ａｗａｒｅｎｅｓｓ Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｔｒｅｎｄ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｐａｃｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｗａｒｅｎｅｓｓ ｉｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｓｐａｃｅ ａｔｔａｃｋ ａｎｄ ｄｅｆｅｎｓｅ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｆｏｒｃｅ．Ｔｈｅ
ｓｐａｃｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｗａｒｅｎｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｉｔｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｔｙｐｅｓ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｒｅｇａｒｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐａｃｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｗａｒｅ—
ｎｅｓｓ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｉｔｓ ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｓｅｔ ｕｐ，ｉｎ ｅｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ａｌｌ ｔｈａｔ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ ｏｕｒ ｃｏｕｎｔｒｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｐａｃｅ Ｔａｒｇｅｔ：Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ Ａｗａｒｅｎｅｓｓ；Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ；Ａｓｓｉｓｔａｎｔ ｓｕｐｐｏ￣
１引言
进入新世纪以来，以信息网络、太空运载、有效载荷等技术为核
心的高新技术蓬勃兴起并得到广泛应用，推动了世界范围内的军事变 革，将战争空间逐步引向太空【ＩＪ。可以预见，在未来，战争的基本形
式之一将会是太空信息化战争，其主要战斗力将集中于信息技术，而 主要作战形式将着眼于如何通过太空获取制胜权。通过伊拉克战争、
科索沃战争和阿富汗战争等局部军事冲突可知口］，情报信息和环境特
性参数的获取、利用、分发、共享由过去的以地海空基平台为主逐步
过渡到以天基网络为主的广域信息系统，实现了情报信息的实时获取
和近实时的处理分发，提高了态势感知的能力和水平。
本世纪以来，美军不断修改完善《国家太空政策》和《太空 作战》等法规制度和条例条令，意在规范并提高美军的太空作战能 力 】。太空攻防对抗是指在太空态势感知基础上，针对空间系统展
开的进攻与防御作战行动，确保己方空间行动自由，并在必要时限
制、拒止和摧毁敌方空间能力，可见，未来战争中对空间的控制和 利用能力是太空攻防对抗能力优劣的反映，进而成为夺取制天权和
制胜权的关键。根据太空作战任务目的和特性不同，太空攻防对抗
包括空间态势感知、进攻性空间对抗和防御性空间对抗三大任务。
太空态势感知作为太空攻防对抗作战活动的主要组成部分，本文研 究了太空态势感知技术及其功能，探讨了太空态势感知类型，构建
了太空态势感知体系结构，最后总结分析了太空态势感知的发展方
向，推进为我国态势感知系统建设和发展。
２太空态势感知及其功能
太空态势感知是指对太空战场环境、限制、能力和行为的了解和
掌握，对敌我双方太空力量一切要素、行动和活动的当前认识和未来预 测，目的是分析、评估来自太空的各种威胁，为太空攻防提供全方位信 息支持、辅助航天测控和弹道导弹预警等，包括太空目标监视探测、环
境监控和与空间系统及行动有关的情报信息搜集与处理等［４】。太空态势
感知是各种空间活动的基础，支持多个关键任务目标，包括支持国家安 全战略、执行和确认国际条约协定、确保空间飞行安全、保护太空活动
和设施、为太空对抗提供目标信息，支持太空作战指挥控制等。 太空态势感知服务于全维太空作战态势感知，提供太空环境、
空间系统以及太空效应之间的联系，达到实现攻击敌方空间系统、 保护己方空间系统的目的，其主要功能有：
（１）太空环境的准确预报使在轨航天器的管控成为可能，及时调
整太阳能电池板使其平行于即将来临的流星雨以减小破坏，或者改变卫
星轨道以避免碰撞或攻击，或及时关闭侦收接收机和光学镜头等。 （２）获得的太空目标和环境感知信息，加上关联各种效应的 能力，融入各种接收处理的先验信息，使得操作人员可以预测和避
免电磁干扰和有意攻击，对于准确判定空间系统故障原因（太空环 境影响，无意干扰，还是敌方有意攻击等）也具有重要作用。
（３）太空态势感知提供了有关敌方空间系统和计划的详尽情 报，使得太空攻防对抗从计划、行动到评估成为可能。
３太空态势感知类型 与评估，包括利用太空力量获取优势的所有信息，太空力量和设施的运
作方式及对军事行动的影响，太空力量弱点、优势和企图等，有可能构 成威胁的发展动向情报信息等【６】。对敌方太空能力的描述与分析，不仅
支持太空防御措施规划和进攻行动中目标遴选，也支持太空攻防对抗效
能评估。需求推动太空态势情报产品生成，太空专业人员必须明确关键 性信息需求，从而使得情报策划人员可以确定情报需求基本要素和优先
级，以指导太空态势情报开发。同样，情报人员必须积极主动地与太空 部门保持交流，确保情报功能、选择和限制能够被准确把握。
（２）目标监视
目标监视是指对太空目标进行系统、连续的观测和信息收集，包
括航天器轨道运动参数、预期和非预期的航天器发射、机动、再入等 活动，以及太空环境监测，生成在轨航天器编目数据库和相关情报产 品，为轨道安全、威胁预警和目标指示提供支持【”。航天器编目数据库
是一个提供太空目标位置、速度等运行信息的综合产品，由此进行轨道 预报，分析太空目标的威胁和友方、敌方以及第三方空间活动态势。
（３）目标侦察
利用光电、红外、雷达和侦收设备等手段，提供太空目标状态
分析、目标确定和打击效果评估等所需的特征信息，以及太空非持
续性信号情报。利用空天平台对敌方空间系统地面设施和地基空间 武器的侦察也属于太空态势感知范畴。很多情况下，执行侦察活动
的设备也能够引导监视活动。
（４）环境监视 环境监视是指对太空电磁和气象环境的特征描述和预报，包括太
阳风、宇宙射线、地球与行星际磁场、流星体、空间电磁和气象等环
境信息 ］，不仅改善了太空态势感知性能，也有助于自然环境效应预 报与作战行动规划，极大地增强了决策者做出决策反应的能力。
（５）指挥控制 指挥控制是太空态势感知的核心，一方面太空态势感知提供了
指挥控制所需的目标与态势信息，支持指挥控制活动及时、精确、
有效；另一方面指挥控制通过提供作战力量状态信息和太空能力， 提高了作战行动的支持理解的准确性，增强了空间态势感知能力。
４太空态势感知体系结构
太空态势感知系统是对太空作战空间内所涉及的各方兵力、太空 平台、武器装备和作战环境等信息进行实时掌控的信息系统，主要由
雷达、通信、光电传感器和侦收接收机等设施设备、数据处理分析识 别平台等组成，能对作战环境中的各种信息进行实时采集、处理、分
发、显示，并具备作战态势可视化的功能【９］。太空态势感知体系结构 主要由监视探测系统、太空态势感知中心和辅助支持系统组成。
４．１监视探测系统 ’
对太空目标进行测轨编目与轨道识别是所有太空目标监视系 统的基本任务，因此太空目标监视探测系统必然包括各种搜索、捕 获、跟踪与侦收设备，且尽可能广域分开布设。现有空间目标监视
系统是由地基空间目标监视系统和天基空间目标监视系统共同构
成。其中，地基空间目标监视系统的作用主要是利用地基光电观
测、雷达探测、无线电侦测等手段，对太空目标进行搜索和跟踪，
其技术成熟，收索跟踪效果较好，但易受气象、地理位置和时间的 限制，需进行坐标转换和气象参数修正等处理 。采用将传感器部 署在天基平台上的方式，可保证天基太空目标监视系统不受地理位 按太空态势感知系统的功能要素划分，主要包括情报搜集、目 置和气象条件的限制，其优势为良好的探测效果，和较强的战时生
标监视、目标侦察、环境监测和指挥控制等五种活动类型 】。 存能力，其缺点为造价成本较高，并且目前星上信息处理的能力和
（１）情报搜集 功率尚未达到地基监视探测系统的级别。
对国外（敌方或第三方）空间能力及运用情况的特征描述、分析 太空目标监视系统的基本工作方式有：搜索、跟踪、侦察。
电子世界 ・２３・
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“电子篱笆”专门工作在搜索方式，用于发现太空目标，并进行初
轨确定和目标识别；大型相控阵雷达既可以工作在搜索方式下，也
可以工作在跟踪方式下，用于发现、跟踪太空目标，并进行初轨确 定、轨道改进和目标识别；光电望远镜、各种光学／雷达成像设备 主要工作在跟踪方式，在太空目标态势感知中心的引导下，发现、
跟踪太空目标，进行精密定轨、高分辨率成像和目标识别。 雷达／光学设备和电磁侦收设备组网工作作为太空目标监视探
测侦收集成融合模式，利用了不同体制、不同频（谱）段的雷达／
光学设备交错配置、盲区互补，能及时发现和掌握来自不同高度、
不同方向的各类目标和太空环境，可显著增大对太空目标的探测概
率和电磁环境的截获概率，增加目标的监视探测和侦收数据率；采
用先进的数据处理技术和高性能计算处理平台体系，快速融合处理
探测数据，可提高对目标航迹探测、太空电磁特性和气象特性的连
续性和测量精度，增强对隐身目标、低空飞行目标、快速机动目标 和电磁与气象环境等的探测跟踪和侦收监测分析能力。
４．２太空态势感知中心 太空态势感知中心的工作主要围绕太空目标数据库，对各监视 探测设备进行任务计划安排，数据采集分配，电磁和气象等环境监
测分析，轨道确定与修正，并进行目标识别，同时又以太空目标数
据库为终结，将数据处理结果存入数据库，如图１所示。
图１太空态势感知中心主要任务流程图 太空态势感知中心利用太空目标的初定轨结果进行过境预报，
分析太空目标穿越态势感知系统的监视空域，并且预报出现时刻和 出现位置，并利用太空环境特性数据，综合制定观测任务计划，为
各个设备分配观测任务，引导各个设备进行搜索、跟踪、成像、测
量、侦收等操作，利用多组设备的多组测量结果进行信息关联、集
合与融合处理，达到空间目标编目、管理、识别的目的。太空目标
态势感知中心监视探测处理流程如图２所示。
图２太空目标态势感知中心监视探测处理流程
太空态势感知系统数据库主要包括太空环境数据库和太空作战
态势数据库，以及数据输入和更新程序，并可采用可视化方式，为 用户提供各种太空作战态势信息应用服务，其内容包括了对太空环
境信息的显示与查询、对于各种作战要图进行输出、标绘出对抗双
方的态势和推演预案等。
４．３辅助支持系统 为保证太空态势感知系统的有效运转，需要提供必要的辅助支
持系统，主要包括时间统一系统、通信系统和数据链路等。 （１）时间统一系统。由时统中心和若干时统分中心组成，系统 设备主要是由无线电接收机、原子频率标准（原子钟）、标准信号发生
器等组成，也可应用ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ等导航定位卫星系统为各设备
提供精准授时服务，保证整个太空态势系统工作在同一个时统下。
（２）通信系统。主要组成是无线、有线和光纤的通信设备设施 等，其作用是保证系统中心与各监测台站之间的通信联络已及数 传 输，最终实现太空态势感知活动的指挥控制和对设备远程操作。
（３）数据链路。主要采用无线通信方式，连接太空平台与太空平 台、太空平台与地面节点的通信链路。空间系统依赖无线电频率或激光
链路来提供太空平台和地面节点间（卫星到地面站或卫星到用户）、
地面节点间（地面站到用户）和卫星间（卫星到卫星）的数据信息传
输。在轨卫星和卫星地面站／用户通过上、下行链路来传送数据与信 息。上行链路为卫星平台和传感器载荷传送指挥控制指令，卫星平台状 态和传感器载荷数据信息则通过下行链路传回地面站进行处理。
５太空态势感知发展结论
太空态势感知是一个比较前沿的具有挑战性的前瞻研究领域， 国内外研究热情目前方兴未艾。为提高太空态势感知的能力，需随 着雷达、光学等传感器技术、分布式数据融合处理和网络化云计算
处理挖掘技术等的快速发展，建设先进的天地基监视探测设备设施 和数据处理挖掘系统，将逐步提高工程应用水平。通过太空态势感
知的研究，主要结论有： （１）不断加强太空态势感知体系结构规划，构建分布式阚络
化态势感知系统，确保海量太空感知数据的精准有效处理和分发共 享，提供有效适量的情报信息数据产品。
（２）随着光学／光电和雷达设备监视跟踪探测超远程化、微波器件 工艺高功率化、太空信息图像化（逆合成孔径成像）等，进一步增强原
始监视探测数据的获取能力，将有效推动太空态势感知技术的发展。
（３）采用地海空基和天基监视探测设备，不断推出多维数据 融合提取方法，将有力推进太空目标特性数据获取处理分析识别等
技术的发展。 （４）随着智能数据处理、云数据挖掘和分布式处理计算平台
等的进步，目标特性数据库将越来越完善，可以快速提升太空目标 感知的水平和质量。 （５）研究弱小信号检测和多源图像融合处理等算法，不断提岛
太空目标监视识别能力，实现在轨有效载荷的规避防护、太空目标监 视识别和环境监视等，确保有效进出、控制、开发和应用太空。
（６）研究采用信息支援和网络防护等抗干扰手段，抵消 采
用电子战和计算机网络攻击手段造成的信息欺骗、干扰和拒止等行 为，确保态势感知系统的信息安全。
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４．结语
随着移动网络的飞速发展，各类移动终端在高校学生的日常工
作学习中扮演的角色愈发重要，为了改善学生学习方式，提高计算机
操作水平与技能，培养学生创新意识，更好地适应新形势下计算机公 共课教学，建设终身学习和学习型社会的需求 ］，在合理的课堂结
构下，利用已建成的、完善的网络课程，设计并构建计算机公共课程 移动学习系统，打造健康高效的手机平台课堂，推行更为自主化和开 放式教学环境，作为当前课程教学的补充，在师生共同努力不断提高
“教”和“学”的质量，是教学改革的方向和最终目标。
参考文献 …教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会 高等学校计
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作者简介： 张燕，女．宁夏中卫人，硕士，陕西理工大学数学与计算机科
学学院副教授，主要研究方向：计算机教学，网络应用。 科出 际 子
特 工 电 达 控 现