光 学 技 术
第 3 3 卷 第 1 期 Vol . 33 No . 1
2 0 0 7 年 1 月
O P T I C AL T E CHN IQU E
J a n. 2007
文章编号 : 100221582 (2007) 0120068206
Ξ
周彦帄 , 舒锐 , 陶坤孙 , 郭松
(哈尔滨工业大学空间光学工程研究中心 , 哈尔滨 150001)
摘 要 : 空间目标探测与识别技术是空间资源开发 、空间安全等方向应用的前提条件 。其中光电系统又
可以提供 高精度 、高准确性的探测 。介绍了目前各国应用的多种地基和天基空间目标探测与识别系统 ，并对各系统的性能进行了 详细的分析和总结 。在此基础上讨论了空间目标探测领域所涉及到的各种关键技术及相应的需求方向 。最后给出了未 来空间目标光电探测系统的发展趋势 。 关 键 词 : 空间目标 ; 探测 ; 识别 ; 地基 ; 天基 中图分类号 : V557 . + 5
文献标识码 : A
Study of photoelectric detect i ng an d ident i f ying of sp ace target
ZHOU Y a n -ping , SHU Rui , T AO K un- y u , G UO So n g
( R esearch C ent er of S p ace Op t ics Eng ineering , Har b in Instit u t e of Technology , Har b in 150001 , China )
Abstract : The t echnology of det ecting and identif ying of sp ace t arget is t he base of exploit atio n of s p acial res o urce and t h e sp acial saf ety etc. The p hotoelect ric detecting syst ems can p r o vide t he high p recisio n , high accuracy in det ecting t he space tar 2 get . Many fo reign gro und base an d sp ace base det ecting syst ems of space t arget were int r o duced. The p erfo rmances were ana 2 lyzed and t he charact eristics were summarized. The key techn olog ies in t he field of d
et ecting and identif ying were d iscussed , t h e develop ment d irectio ns of which were analyzed. The f ut ure develop ment d irectio n s of t h e syst ems of p hotoelect ric det ecting and identif y ing of sp ace t arget are g iven.
K ey w ords : sp ace t arget ; det ecting ; identif y ing ; gro und base ; sp ace base
了提高对空间目标的监视能力 ，美国 、俄罗斯等国都
开展了建立天基空间目标监视系统的计划 。天基空 间目标监视系统的优点是不受地理位置和气象条件 限制 ，探测效果好 ，且战时生存能力强 ，但造价高 ，星 上信息处理能力有限 ，功率也无法和地基监视系统 相比 。天基空间目标探测系统是未来进行空间目标 探测和跟踪的重要发展方向 。 前 言
0 随着全球太空资源开发热潮的进一步高涨和未 来太空作战趋势的加剧 ，地球外层空间正逐步变成新 的军事斗争领地 。在这种新的军事斗争形式中 ，空间
目标探测系统起着基础性和关键性的作用1 ,2
。 空
间目标主要指卫星 ，也包括各种空间碎片 ，如 进入空间轨道的助推火箭 、保护罩和其他物体 ，还包 括进入地球外层空间的各种孙宙飞行物 ，如彗星和 小行星 。空间目标探测系统的任务是对重要空间目 标进行精确探测和跟踪 ，确定可能对航天系统构成 威胁的目标的任务 、尺寸 、形状和轨道参数等重要目 标特性 ；对目标特性数据进行归类和分发 。空间目 标探测具有重要的军事价值 ，不仅可以帮助确定潜 在敌人的空间能力 ，还可以预测空间物体的轨道 ，对 可能发生的碰撞和对己方空间系统的攻击告警等 。
传统的空间目标探测多采用地基光学望远镜 、 雷达探测器及无线电信号探测器组成的监视网 ，对 空间目标进行探测和跟踪 。这种方式的优点是技术 较成熟 、投资成本低 ，能够对空间目标进行有效地搜 索和跟踪 ，但易受气象 、地理位置和时间的限制 。为
地基空间目标光电探测系统
1 地基光电探测器实际上就是用望远镜收集空间 物体反射的光 。像所有的望远镜一样 ，它们的使用 是受限制的 。除非这些物体自己发光 ，云 、雾 、大气 污染 、城市的辉光或满月时的辉光 ，都可能降低光学 探测器的观测能力 ，甚至使之不能进行观测 。目标 的尺寸及其与地球的距离 ，也是限制光学探测器能 力的因素 1 ,
2 。
1 . 1 美国地基空间光电探测系统
当前 ，美国的空间探测与跟踪系统是由遍布世 界各地的雷达和光学探测器组成的监视网 。组成空 间监视网的各种探测器 ，依据其性质和隶属关系的 不同 ，可以分为三大类 : 专用空间探测器 、兼用空间
Ξ 收稿日期 : 2005212226
E 2m a il : shurui @hit . edu. cn
作者简介 : 周彦帄 ( 1956- ) ，男 ，兰州人 ，哈尔滨工业大学教授 ，从事空间光电信息系统安全防护和空间光电信息处理等研究 。
68
第1 期周彦帄，等: 空间目标光电探测与识别技术的研究
探测器、可用空间探测器。美国的这3 大类探测器共同组成了一个遍布全球的地基空间目标监视网。探测距离超过36000 k m ，对同一空间目标重复监视的时间间隔为5 天。
1 . 1 . 1 地基光电深空探测系统地基光电深空探测
系统( GEOD SS) 是美国空间
测控网的重要组成部分，主要用以探测深空目标，以弥补空间探测和跟踪雷达的不足，该系统能跟踪轨道高度5600 km - 40000 km 的空间目标。地基光电深空探测系统1974 年开始研制, 1982 年完成第一套设备，到1997 年在全球先后布设了5 个站, 这5 个站分别位于新墨西哥州的白沙靶场、印度洋英属迪戈加西亚岛、夏威夷州的毛伊岛、韩国大邱和西班牙的Mo r o n航空基地。
地基光电深空探测系统每个测站配置3 台望远镜。两台主望远镜口径101 . 6c m ，焦距218c m ，视场2 . 1°；一台辅助望远镜口径38c m , 焦距76c m , 视场6°。主望远镜主要用于对星等较低、运动速度较慢
的高轨道空间目标的搜索，并具有对夜空进行每小时2400 km2 探测的能力; 辅助望远镜主要用于低高度大范围地对快速运动目标的搜索，具有每小时搜索15000 k m2 的能力。地基光电深空探测系统可观测到40000 km 高度足球般大的物体
2 。
地基光电深空探测系统采用微光摄像技术，对空间物体反射光有良好的响应。它白天可以观测8 等星的空间目标，晚上可以观测16 . 5 等星目标。摄像器件初期用硅靶增强管，后改用CC D 器件。目标图
像经摄像器件转换成数字信号并即时送计算机处理和显示, 实现了准实时对空间目标的精密跟踪。每台望远镜还带有一台辐射计，用以获取空间目标的光学特征信息, 这为目标识别提供了重要手段。地基光电深空监视系统可以在几秒钟之内把获取的观测数据传送到空间监测中心。
1 . 1 .
2 毛伊空间探测系统
(1) 毛伊光学系统(A MO S)
毛伊光学系统架设在毛伊岛上高4048 m 的哈莱卡拉山上。毛伊光学系统( A MO S) 是一套光度测量和激光设备，它的基本任务是对航天飞机和卫星的观测，对轨道碎片的探测和跟踪，以及执行对卫星进行激光照射的任务。空军毛伊光学系统包括一台
1 . 58 m 卡塞格伦望远镜、一台激光发射器和一台
A MO S 获取设备。用这个系统进行的空间探测包括测量、跟踪、红外目标识别和补偿成像。激光发射器用以在夜间照射空间目标，使望远镜能对目标成像。望远镜的分辨率相当高，能够分辨出航天飞机敞开的有效载荷舱中的物体, 可识别同步轨道上l0c m 大小的物体。
(2) 毛伊光学跟踪识别设施( M O T I F)
毛伊光学跟踪识别设施由两台并联安装的1. 22m 卡塞格伦望远镜组成，从1979 年10 月开始即成为空间测控网的专用设备。该系统能对近地轨道和深空空间目标进行可见光和长波红外成像识别，对于轨道高度在4800km 或低于4800km 的卫星，能够测量其反射特性、热辐射特性并能成像。这个系统原来只能在有限的时段工作,1990 年对其中一台望远镜进行了改造，使其在日落前和日出后各两小时能够工作，从而把每天的工作时间从6h 增加到10h 。
(3) 毛伊高级光电系统(A E O S)
毛伊岛地面站最新配置了一套高级空间光电(A EO S) 探测设备, 这是一种采用自适应技术的大型空间目标跟踪望远镜。该望远镜系统由一台主镜和一台辅镜组成，主镜直径3 . 67 m ，重120t ，辅镜直径1 . 6 m 。主镜镜面采用可变形弯月状光学透镜，背面装有941 个制动梢，用以驱动镜面变形，以补偿因大气扰动引起的空间目标图像畸变。望远镜视角为1 mrad ，能非常有效地跟踪和识别空间目标，并能探测近地轨道上l0c m 大小的碎片。
1 . 1 . 3 美国MOD ES T 空间探测系统
2 ,5
MOD EST 探测是NASA 对同步轨道目标的一项新的光学跟踪项目。该项目的主要目的是探测出同步
轨道处尽可能小的目标数目。系统采用了密西根大学研制的望远镜( MOD EST) 。系统C CD 是一个很薄的、背面受光的2048 ×2048 像素的SI T e 阵列，视场1. 3°×1. 3°。可以探测到同步轨道处直径小于
20cm 的目标。每晚望远镜可扫描100°×1. 3°的天空带。在5min 之内有多达8 个独立探测器对同一疑似目标进行扫描，测出目标的亮度、位置、和角度变化等。从2001 年起，这个系统就对同步轨道进行了大量的观测，测出了大量的直径小于1m 的目标。
因为整夜都在扫描一个相同的星区，所以系统还可以在天空亮度和大气透明度的各种变化下跟踪，因而从一整夜的各张图片就可以测到这个区域的最小可探测尺寸和最小量级的目标了，同时云的影响也被探测到和校准。
晴朗的夜里系统每37 . 9s 做一次5s 的曝光，这样就基本没有间断地覆盖了1 . 3°×100°的天空带。
第二晚将望远镜调偏 1 . 2°，但在相同的高度。真正的周期为23 h56 min 的同步轨道目标仅在一个晚上的数据里出现。14 个晚上即可完成整个同轨道探测。探测结果经一个200 n m 滤波器得到，可以探测到19 等星的目标。
1 .
2 俄罗斯地基空间光电探测系统
为了探测与跟踪空间目标，俄罗斯也建立了自己的空间监视系统，不断地搜索孙宙空间，探测和跟
光学技术第33 卷
踪各种军用航天器，测定目标的轨道参数，以供实施空间攻防对抗使用。俄罗斯在利用光电望远镜进行空间目标监视方面水帄很高，某些方面超过了美国。这里介绍的典型系统是“伞”系统。
水培鱼缸“伞”( ЗОНТИК“伞”) 系统是一套用于对空间运行的物体，尤其是对敌方空间军事系统进行高灵敏探测、精确识别、精密轨道跟踪的地基防天对抗系统。
(1) “伞”系统的仪器设备与设施组成
①发现与测量轨道参数的设施发现与测量轨
道参数的设施由光辐射记录设备
(O R R) 、激光轨道测量设备(L TM S) 、多用途相位测距仪( M P F) 组成。
O R R 设备为无源光学系统, 它利用卫星对太阳、月亮和其他恒星光线的反射进行工作, O RR 系统每天工作24 h ，记录所有可视区域中的飞行器，当飞行器大于等于0 . 5 角秒时就被记录下来。这些记录信息将作为今后采取对抗措施时的原始数据。
激光轨道测量设备是进行空间坐标精确测量的高精度测量站,L TM S 是一个有源系统，包括激光辐射源，能够精确测量飞行器的轨道参数并对其进行跟踪。另外，它也可以用激光辐射对飞行器进行光学干扰。
M P F 站是一个无源测量系统，它利用飞行器上任何无线电信号辐射源的信号来确定飞行器的轨道特性。
②产生光学干扰的设施光学干扰产生设施具
有一个激光发射机，该机
为L TM S 站的组成部分, 除此之外, 它可和L TSM 一起利用其他设备进行工作，不仅仅是产生光学干扰，也可通过其他设备采取另外的对抗措施。
③无线电干扰产生的设施( R J C)
在无线电干扰设施中包括一个干扰产生站，该站可在无线电波段形成一个强的无线电干扰，以破坏和阻止侦查卫星有关设备的工作。
④对无线电导航设备产生干扰的设施( RNJ )
该设施用转发卫星的真实信号的方法来形成三个以上伪信号，这些伪信号与导航卫星系统的信号相似; 如果卫星使用了GPS 信号进行姿态控制，则伪信号将导致姿态控制系统出错。
⑤控制与处理中心( C CP)
控制与处理中心将对进入系统的所有信息进行处理，测量并计算轨道参数，并控制系统运行和对相应产生干扰的设备发出干扰指令进行干扰。
(2) 系统的主要性能(表1)
1 .3 日本的空间碎片观测望远镜系统 3 ,4
2001 年日本研制了一个宽视场的1 m 望远镜, 被安装日本的Bisei 空间中心。这个望远镜有10 个
70
表1“伞”系统主要性能参数表
2 k×4 k的CC D 芯片,2 . 5°×3°的视场，并且可以探
测到地球同步轨道( GEO) 30～50c m 的碎片。当它到达极限时，可以成为最好的空间目标探测望远镜之一。这个Bisei 空间防御中心，有3 个望远镜，口径分别为25cm , 50c m , 1 m , 它们分别在2000 年, 2001 年, 2002 年安装。25c m 的视场为76′×76′, 50c m 的视场为2°×2°。50c m 的望远镜可以追踪低轨道(L EO) 上速度小于0 . 5°/ s 的目标。表2 中所列为探测系统的各相关性能参数。
表2 望远镜系统参数
为了减少CCD 的读出时间，每个CCD 都是分别进行控制的。CCD 相机的基本参数如表3 所示。
表3 望远镜系统CC D 参数
2天基空间目标探测系统
天基空间目标探测系统工作在较高的高度，不受
地理位置和气象条件等因素的限制，探测效果好，且战时生存能力强。因而对天基系统的研究势在必行。
2 .1 “空间中段监视”试验卫星 6 —8
1996 年4 月24 日，美国空军发射了1 颗“空间中段监视”试验卫星( M S X) 。发射M S X 的目的是对星载探测器进行试验，为途中阶段导弹侦察和跟踪探索途径，以改进目前的侦察和跟踪模式。试验内容除对导弹途中阶段进行监测和跟踪以外，还涉及太空目标监测、天空背景光探测和地球背景环境参数CCD 像元尺寸焦距CCD 像元数量覆盖视场角的CCD 器件数数值15μm 3 m 2 k ×4 k 3°12
参数主镜的孔径相对孔径焦帄面图像尺寸视场光谱范围
数值100cm 1/ 3 162mm 3°470nm～900nm
参数数值作用距离
光学波段无源状态2000km
有源状态8000km
无线电频段无源状态40000km
测距精度(误差)< 0 . 05 m 测量范围
光学波段
无源状态仰角0～90° 方
位角0～360°
有源状态仰角0～180° 方
位角- 75～+ 75°
无线电频段无源状态
仰角0～90° 方
位角0～360°
三坐标测量误差
光学波段
无源状态0 . 5″
有源状态2″
无线电频段无源状态30″
光学频段干扰波长范围0 . 3～1 . 1μm ,4～8μm
1000km 距离光通量密度10 - 12 W/ m2
无线电干扰频段0 . 2～20 GH z 1000km 处电磁波通量密度10 - 12 W/ m2
产生假导航卫星数量 3 个
引导距离误差不小于1500km
引导频率误差大于5 H z
系统做出采取措施的时间10ms
第 1 期
周彦帄 ，等 : 空间目标光电探测与识别技术的研究
的探测试验研究 。
星上装载了 3 台光学遥感器 ，其波段范围从紫 外到热 红 外 。紫 外 可 见 成 像 仪 与 光 谱 成 像 仪 ( U 2 V IS I ) ，天基可见光相机 ( S BV ) ，以及空间红外成像 望远镜 ( SP IR I T - I I I ) 等 。
2 . 1 . 1 U V IS I
U V IS I 由 Jo h n Hop k ins 大学应用物理实验 室 研制 ，它是由紫外可见成像仪 ( U V IS ) 和光谱成像仪 ( S I ) 这 两 台 仪 器 集 成 。U V IS 由 两 台 紫 外 成 像 仪 (窄视场与宽视场) 和两台可见成
像仪 ( 窄视场与宽
视场) 组成 ，质量 140 kg ，功耗 104 W ，星上有程序可 编图像处理机 ，给卫星提供目标闭环跟踪的信息 ，其 技术特性见表 4 。
表 4 U V I S 技术特性
上有数据处理机 ，以对数据进行实时处理 。热红外
成像辐射计的光谱范围为 4 . 2～25μm ，分成 6 个波 段 ，视场角 1 . 0°×3 . 0°，其波段设置见表 7 。
傅里叶干涉光谱仪孔径为 35 . 5c m ，光谱范围约
2 . 5～29
μm ，分成 6 个波段 ，具体见表 8 。 表 7 热红外成像辐射计波段设置电机传动
表 8 傅里叶干涉光谱仪
S I 是一台窄视场高光谱成像仪 ，光谱范围从紫
外到红外 ，其技术特性见表 5 。
表 5 SI 技术特性
2 . 2 天基红外系统( SBIRS) [ 9 —11]
天基红外系统是一个包括多个空间星座和地面
设施的综合系统 ，它由高轨道卫星 、低轨道卫星和地 面设施组成 。
(1) 天基红外系统的高轨道部分 高轨道卫星包
括 4 颗地球同步轨道卫星 ( GEO )
(另外还有一颗备用星) 以及 2 颗大椭圆轨道卫星 ( H EO ) 。
GEO 主要用于探测 、发现和跟踪助推上升段的
导弹 ，卫星上带有凝视型和扫描型两种红外探测器 。 扫描型探测器采用一种小型阵列扫描整个地区以建 立整个地区的完整图像 ，它用于提供快速的全球覆 盖 。在凝视型探测器中 ，一个正方形或长方形焦帄 面阵列连续地观测一个特定的区域以及红外辐射的 变化 。它用于精确的战区探测和跟踪 。扫描型探测 器对导弹在发射时所喷出的尾焰进行初始探测 ，然 后将探测信息提供给凝视型探测器 ，后者进行精确 跟踪 ，它不仅能够确定弹道的方位角还能提供导弹 进入其弹道时的速度和高度 。
H EO 在与赤道帄面成大倾角的轨道上运行 ，它
的远地点处于北半球上空 ，可长期观测北半球的情 况 ，能够探测从北极区域的潜艇上发射的弹道导弹 。
高轨道卫星能在 1 min 内将导弹发射数据从空 间传输给 战 区 的 部 队 , 估 计 精 度 为 不 到 1 k m ( D SP 卫星地面分辨率约为 3 k m ) 。
(2) 天基红外系统的低轨道部分 天基红外系统
的低轨道部分将由约 24 颗部署在
71
2 . 1 . 2 SBV
SBV 是 1 台可见光全波段 CCD 相机 ，用于实时
目标跟踪 。它的光谱范围为 0 . 3～0 . 9
μm ，视场 1 . 4°～6 . 6°，空间分辨率为 60
μrad ，孔径 13cm ，它内装 信号处理器 ，质量为 78 kg ，功耗为 68 W 。
SBV 的 CC D 是焦帄面凝视成像 。由四个 CCD
组成 ，每 个 CCD 都 有 一 个 快 速 读 取 的 帧 存 储 区 。
SBV 通过凝视空间一个选定区域来获取数据 ，采集
到一系 列 帧 的 图 像 数 据 , 定 时 传 送 数 据 的 速 率 是 1Mbit / s 。具体的 CCD 参数如表 6 所示 。
表 6 CCD 的像素及视场
° 4
2 . 1 .
隧道定位3 SP I R I T - Ⅲ
SP IR I T - Ⅲ由犹他州立大学空间动力学实验室
研制 。它是由热红外成像辐射计和傅里叶变换干涉 光谱 仪 这 两 台 仪 器 集 成 , 仪 器 质 量 967 k g , 功 耗 334 W ，直径 107c m ，长度 3360cm ，孔径 33 . 7cm 。星
参数 瞬时视场 ( 单 CCD) CCD 个数
CCD 像 元数 单像元
视场 探测灵 敏度 数值 6 . 6°×1 . 4 420 ×420 12″ 探测 36000km 处 0 . 5 m 2
的面积产生 pA 级信号
频段范围/ nm
光谱分辨率/ nm
总视场/ (°
) 0 . 10°瞬视场 0 . 05°
瞬视场 114～174 0 . 83 0 . 66
1 . 0 ×1 . 0
164～253 0 . 72 0 . 68 253～391 2 . 0 1 . 2 379～585 3 . 1 2 . 0 581～897
4 . 0
2 . 3
成像类型 紫外窄视场 紫外宽视场 可见光窄视场 可见光宽视场 视场角/ (°) 1. 58 ×1 . 19 13 . 68 ×9 . 35 1. 50 ×1 . 21 13. 05 ×10 . 3
空间分辨率
/μrad 108 ×85 933 ×669 102 ×87
886 ×757
光谱范围/ nm 190～275
门栓
115～176
290～900
400～890
波段数
5 5
5
5
波段号
光谱范围/μm 探测对象
1 16 . 41～29 . 8
天空背景光地 球边缘背景光
2 2 . 56～5 . 00
3 5 . 36～9 . 70
4 2 . 53～29 . 98
5 9 . 73～13 . 93 6
2 . 82～28 . 99
波段名
波段范围/μm
焦帄面阵列 探测对象
A 6 . 03～10 . 91 192 ×8
途中阶段
导弹天空 背景光
B1 4 . 22～4 . 36 192 ×2 B2 4 . 24～4 . 46 192 ×2 C 11 . 1～13 . 24
192 ×4
D 13 . 5～15 . 9 192 ×4 E
18 . 3～25 . 0
192 ×2
光 学 技 术
第 33 卷
1600km 左右高度的小型 、低轨道 、大倾角卫星组成 。
这些飞行在多个轨道面上的低轨道卫星将成对地工
北斗信号源
作 ，以提供立体观测 ，从而获得目标的立体三维图像 。 每对卫星通过 60 GHz 的卫星间链路进行相互通信 。
表 9 各个波段的噪声等量通量密度 ( N EFD )
在 E K V 上技术含量最高的是红外传感器 。红
外传感器用氪气包围着 ，从而可以将传感器温度迅
速降至零下数百度 ，即使导弹脱离了运载火箭位于
弹道中部 ，不受运载火箭尾焰产生的热量影响 ，其弹 头将仍然是比较热的 ，区别于周围冰冷的背景 。根 据这点微小的热量差别 , E KV 冷却的红外传感器就 能探测到导弹的存在 。
根据资料显示 ，红外传感器的工作温度在绝对 温度 12°。该红外传感器中的 F PA ( 聚焦帄板探测 器阵列) 是 256 ×256 像素 。 2 . 3 . 2 E K V 视场角
E KV 的望远镜能够在可视范围发现弹头 ，且至
少能探测两个红外波段 。确切的数据保密 ，可是很 容易发现它具有 150 ×10 - 6～300 ×10 - 6 rad 的
瞬时 视场 角 。这 表 明 E K V 在 1000 km 外 能 发 现 150 m 到 300 m 的物体 ，即使在 10 k m 远处 ，它也能发现 1 . 5 m 到 3 m 大小的物体 。 2 . 3 . 3 E K V 测试结果
根据 公 开 报 道 从 1999 年 10 月 到 2002 年 10 月 ，美国军方一共对 E KV 进行了 7 次实验 ，其中有 两次没有成功的拦截弹头 。
每一颗卫星将包括捕获探测器和跟踪探测器 。
捕获探测器是一种宽视野扫描短波红外探测器 。通 常情况下 ，用预警卫星提供的引导信息辅助 ，捕获探 测器可以通过对着地球背景观察导弹的明亮尾焰探 测助推 飞 行 中 的 导 弹 ( 这 时 导 弹 还 处 于 地 帄 线 以 下) 。一旦搜索探测器锁定了一个目标 ，信息将传送 给跟踪探测器 。跟踪探测器是一种窄视野 、高精度 凝视型多 (中波 、中长波 、长波红外及可见过光) 探 测器 ，可以在地帄线以上观察目标 ，它能锁定一个目 标并对整个弹道中段和再入阶段的目标进行跟踪 。 它 将 工 作 在 以 下 几 个 频 率 范 围 : 可 见 光 ( 013 ～ 017
μm ) ，短波红外 ( 1～3μm ) ，中波红外 ( 3 ～ 6μm ) , 长波红外 (6～16
μm ) 。 尽管美国对 SB I RS- l ow 卫星红外探测器的技术 参数严格保密 ，但是通过分析 MSX 卫星的技术信息 可以推测出 S B I RS- l ow 卫星红外探测器的有关性能 。
2 .
3 EKV 探测系统
随着空间探测技术的发展 ，基于小卫星的天基 空间 目 标 探 测 也 得 到 了 长 足 的 进 步 。Ex oat m o 2 sp h eric Kill Vehicle ( E KV ) 就是一个十分典型的空 间目标探测 、识别及跟踪系统 。
E K V 是位于以地面为基础的拦截导弹 ( G B I ) 尖端的一种小型的 、灵巧的 、非核的 、靠直接碰撞杀 伤的飞行设备 ，上面安装有红外线传感器 、数据处理 制导 系 统 、变 轨 推 进 系 统 。它 全 长 1 . 4 m , 重 54 k g (另一 说 长 四 英 寸 半 , 约 1 . 5 m , 重 58 kg ) , 由 雷 神
( R ayt h eo n ) 公司制造 。每一套 E KV 的造价在 2 亿
至 2 . 5 亿美金之间 。
羟甲基丙烯酰胺与传统工作的不同之处在于 , E KV 自身 带有红外探测器 , 在离开天基 、地基和雷达的导航 后 ，依然能够自主追踪弹头 。传统的只需要 侦察特别热的火箭尾焰 ，大可以用比较容易制造并 且便宜的短波段传感器 , 而 E KV 能够区分脱离运 载火箭以后的冷的弹头和诱饵 ，需要长波段传感器 。
2 .
3 . 1 红外传感器 72
空间目标光电探测与识别关键技术
3 3 . 1 目标特性分析技术
目标特性的分析是目标探测 、识别的前提条件 , 对目标认识越深 ，得到目标的信息越多 ，就越能提高 对其探测 、识别的能力 。可以说目标特性的研究是 一切工作的基础 。目前对目标特性的研究主要集中 在光学特性及运动特性方面 。
目标与环境的光学特性是可探测的频率参量的 科学描述 ，它反映了光波同目标与环境相互作用而产 生的 物 理 现 象 。它 揭 示 了 目 标 与 环 境 的 固 有 属 性12 。如果能很好的认识目标的光学特性 ，利用相 关 、多分辨分析 、数据融合等数学方法就可以得到目 标唯一所具有的特性 ，从而实现对目标的探测 、识别 。 目标的运动特性是与目标的功能 、特性 、所处轨 道等一系列参数相关的 ，当多目标同时出现在视场 中时 ，可以根据目标在探测器上运动投影的特性而 唯一确定的目标 。目前对运动特性的处理方法主要 有 ：数学形态学 、小波检测 、神经网络等 。
对目标外形特性的研究发展得并不理想 ，主要 原因是目标的外形变化大 。同类的目标可能外形不 同 ，而外形相似 ，功能却完全不同 。但是目标的外形 特性却能提供更多的信息 ，大大超过了频率和运动 特性所能提供的 ，随着探测系统性能的提高 ，将是一
波段名称
波长范围/μm N EFD/ ( W ·c m - 2) A
6 . 00～10 . 90 6 . 0 ×10 - 19 B1 4 . 22～4 . 36 6 . 6 ×10 - 18 B2 4 . 24～4 . 45 5 .
7 ×10 - 1
8 C 11 . 10～13 . 20 1 . 6 ×10 - 18 D 13 . 50～16 . 00 2 . 0 ×10 - 18 E
18 . 30～26 . 00 11 . 0 ×10 - 18
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