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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