专题研报

研究专题：

天基雷达巨型星座全域持续监视与火力级跟踪体系架构及智能化运控技术深度解析

引言

在全球战略稳定框架面临深刻变革的背景下，高超声速飞行器与弹道导弹等新质作战力量的快速发展，对传统的天基预警与防御体系构成了前所未有的挑战。为实现对这类高速、高机动、弱信号目标的“发现即摧毁”作战闭环，构建具备全时域、全空域、全过程持续监视与火力级精度跟踪能力的天基系统，已成为大国博弈的战略制高点。在此背景下，天基雷达（Space-Based Radar, SBR）巨型星座凭借其主动探测、全天候、全天时、高精度测距测速等独特优势，成为构建下一代天基动能拦截“杀伤链”不可或缺的关键一环。与侧重于助推段羽焰探测的红外预警星座不同，天基雷达星座的核心使命在于对中段飞行的弹头、诱饵等复杂目标进行精确编目、识别与持续跟踪，为中段拦截提供高精度的引导数据。

本系列研究报告共计二十篇，旨在系统性、全景化地解构天基雷达巨型星座在遂行弹道目标持续跟踪任务时所面临的体系性难题。整个研究体系遵循“需求牵引-体系构建-技术突破-效能评估”的逻辑主线进行谋篇布局。第一至第四篇聚焦于任务需求与系统指标的顶层分析，从威胁特性、作战场景和雷达威力约束出发，奠定整个体系设计的基石。第五至第八篇深入探讨星座的轨道架构设计，分别针对不同轨道高度（如600km与1500km）的部署方案进行建模与仿真，解析其在覆盖连续性、重访时效性以及星座规模上的差异与优劣，并对混合轨道构型进行前瞻性探索。第九至第十二篇是本研究的核心技术章节，重点剖析面向高速弹道目标跟踪的任务规划与资源调度难题。该部分将明确阐述其与传统对地观测（SAR/GMTI）任务在规划逻辑、响应时间、调度目标上的本质区别，并提出面向秒级响应的分布式、智能化规划与调度算法框架。其中，将详细论述三种在轨资源调度方案：基于地面中心化优化的方案、基于星上自主协商的分布式方案以及天地一体化的混合智能调度方案。第十三至第十六篇则关注支撑体系高效运转的赋能技术，包括星间激光通信组网、在轨边缘计算与AI处理、多源数据融合以及系统抗干扰与生存能力设计。第十七至第二十篇落脚于体系的综合效能评估与作战运用，通过构建高保真度数字孪生战场环境，对不同规模、不同技术状态下的星座体系进行作战效能仿真与评估，并探讨其在未来一体化联合作战体系中的定位与运用模式。

本系列报告力求在军事学术层面，运用严谨的建模、仿真与定量分析方法，为天基雷达跟踪星座的顶层设计、关键技术研发和未来发展路径提供深层次、结构化的理论参考与决策支持。

系列研究报告

第一篇

题目：新质高超声速威胁下天基雷达跟踪网的作战需求与关键性能指标体系解构

摘要：本报告聚焦于未来十年可能出现的典型弹道导弹及高超声速滑翔飞行器（HGV）的作战使用模式与技术性能特征，对其全弹道飞行阶段的雷达散射截面积（RCS）、速度矢量、机动包线等关键物理特性进行高保真度建模。报告深度剖析了在复杂电磁对抗环境下，天基雷达星座为实现对上述目标的“持续监视”与“火力级跟踪”所需满足的核心作战需求。研究的核心成果在于，构建了一套完整、量化的天基雷达跟踪网关键性能指标（KPI）体系，该体系不仅涵盖了传统雷达的探测威力、测速测距精度、分辨率等参数，更创新性地引入了“跟踪航迹建立时间”、“目标状态更新率”、“跟踪精度维持度”、“多目标分离与编目能力”、“星座无缝切换成功率”以及“全周期跟踪覆盖率”等面向动态任务的效能指标。报告通过对助推段、中段、再入段不同阶段的跟踪任务进行分解，明确了各阶段对雷达工作模式、波束驻留时间、数据刷新率的差异化要求，为后续星座设计和资源调度算法研究提供了最顶层的战术逻辑输入和定量化设计依据。

关键词：弹道目标；高超声速飞行器；雷达散射截面积；作战需求分析；性能指标体系；火力级跟踪

提纲目录：
第1章典型弹道与高超声速目标威胁特性分析
1.1 洲际弹道导弹（ICBM）中段弹头群特性建模
1.2 战区弹道导弹（TBM）全程弹道特性分析
1.3 助推-滑翔型高超声速飞行器（HGV）飞行包线与RCS特征
1.4 复杂诱饵与突防装置的雷达可观测性研究
1.5 未来十年威胁演化趋势预测
1.6 威胁等级与跟踪优先序判定准则

第2章天基雷达跟踪网核心作战使命剖析
2.1 从“预警”到“跟踪”的作战能力跃迁
2.2 在“杀伤链”中的信息枢纽作用
2.3 全程无缝跟踪的作战价值
2.4 多目标分类、识别与意图判断需求
2.5 与红外预警星座的协同关系
2.6 对下游拦截武器系统的引导支撑需求

第3章雷达探测威力约束下的系统设计边界
3.1 空间目标雷达方程的适用性与修正
3.2 目标RCS、距离与所需辐射能量的关系
3.3 星载能源、天线孔径对探测性能的制约
3.4 多普勒效应与高速目标信号处理
3.5 地杂波与大气衰减对低弹道目标探测的影响
3.6 雷达威力约束下的最小可探测目标定义

第4章关键性能指标（KPI）体系构建
4.1 覆盖性能指标：瞬时覆盖率与平均重访时间
4.2 时间性能指标：航迹建立时间与状态更新率
4.3 精度性能指标：三维位置与速度误差
4.4 任务性能指标：多目标处理能力与跟踪连续性
4.5 生存性能指标：抗干扰与抗毁伤能力
4.6 资源性能指标：能量与计算资源利用效率

第5章不同飞行阶段的任务需求分解
5.1 助推段末期（燃尽点）的捕获与交接需求
5.2 中段飞行的稳定跟踪与编目需求
5.3 再入前机动阶段的快速响应需求
5.4 对“弹头-诱饵”复合体的分辨需求
5.5 任务需求的动态演化模型
5.6 基于事件驱动的任务优先级动态调整

第6章指标体系的量化与验证方法
6.1 基于场景仿真的指标获取方法
6.2 关键指标间的耦合与制约关系分析
6.3 指标权重的确定方法
6.4 指标体系的完备性与有效性评估
6.5 面向不同作战想定（饱和攻击、重点突防）的指标集调整
6.6 案例分析：典型ICBM中段跟踪任务的KPI量化

第7章结论与对后续研究的指导意义
7.1 核心作战需求总结
7.2 关键性能指标体系的核心价值
7.3 对星座轨道设计的约束
7.4 对任务规划算法的挑战
7.5 对雷达载荷技术发展的启示
7.6 本报告研究的局限性

第二篇

题目：面向秒级持续跟踪的低轨天基雷达星座轨道架构设计与规模仿真

摘要：本报告针对天基雷达对弹道目标进行秒级刷新率持续跟踪的严苛需求，系统研究了低地球轨道（LEO）星座的轨道架构设计问题。报告的核心在于建立了一套综合考虑地球曲率遮蔽、雷达探测威力包络、星座卫星节点动态拓扑以及目标弹道特性的多约束仿真模型。基于该模型，本报告对两种典型的轨道高度——600公里和1000公里，分别进行了详细的星座设计与性能评估。研究发现，600公里轨道虽然能够以较低的雷达发射功率实现对目标的探测，但单星覆盖范围小，轨道衰减快，为实现对全球任意弹道目标的无缝覆盖与持续跟踪，需要部署超过1500颗卫星的超大规模星座。而1000公里轨道则在单星覆盖效能与所需卫星数量之间取得了较好的平衡，仿真结果表明，一个由数百颗卫星（约600-800颗）组成的Walker-Delta混合星座，能够在保证对中纬度地区发射的典型弹道目标实现99.9%以上的全程跟踪连续性的同时，兼顾星座的部署与维持成本。本报告的创新之处在于提出了“有效跟踪威力锥”与“星座接力覆盖链”的耦合分析方法，精确量化了星座规模、轨道高度、倾角以及相位因子等参数对“平均跟踪航迹中断概率”和“目标状态数据更新延迟”这两个核心指标的影响，为决策者在成本与效能之间进行权衡提供了强有力的定量依据。

关键词：天基雷达；星座设计；轨道力学；持续跟踪；Walker星座；规模仿真

提纲目录：
第1章轨道设计的基础理论与约束条件
1.1 轨道六根数及其物理意义
1.2 地球非球形引力场摄动与大气阻尼效应
1.3 雷达视线与地球曲率遮蔽模型
1.4 “有效跟踪威力锥”模型构建
1.5 星座覆盖理论基础：街区覆盖与随机覆盖
1.6 弹道目标的可接入性分析

第2章 600km轨道高度星座设计与仿真
2.1 600km轨道环境特性分析（大气阻尼、原子氧）
2.2 基于Walker-Delta构型的星座参数设计
2.3 实现全球无缝覆盖的理论最小卫星数计算
2.4 针对典型弹道目标的跟踪链仿真分析
2.5 星座规模与跟踪连续性的关系曲线
2.6 600km星座的优缺点评估（低功率需求 vs. 高建维成本）

第3章 1000km轨道高度星座设计与仿真
3.1 1000km轨道环境特性分析（辐射带影响）
3.2 基于Walker-Delta构型的星座参数设计
3.3 实现全球无缝覆盖的理论最小卫星数计算
3.4 针对典型弹道目标的跟踪链仿真分析
3.5 星座规模与跟踪连续性的关系曲线
3.6 1000km星座的优缺点评估（覆盖广 vs. 功率要求高）

第4章轨道高度对比分析与权衡
4.1 600km vs. 1000km：单星覆盖效能对比
4.2 600km vs. 1000km：星座总规模与成本对比
4.3 600km vs. 1000km：系统延迟与数据刷新率对比
4.4 600km vs. 1000km：对雷达载荷的技术要求对比
4.5 轨道高度选择的敏感性分析
4.6 综合效费比评估

第5章轨道倾角与相位因子的优化
5.1 极轨道与倾斜轨道的覆盖特性差异
5.2 针对特定纬度区域（高纬/中低纬）的倾角优化
5.3 相位因子（Phasing Parameter）对星座内几何构型的影响
5.4 基于遗传算法的星座轨道参数多目标优化
5.5 优化后的星座构型及其性能提升
5.6 轨道容错性与鲁棒性设计

第6章星座规模估算的快速算法与工程应用
6.1 简化解析模型的建立
6.2 基于覆盖重数的星座规模估算
6.3 考虑雷达威力约束的规模修正因子
6.4 算法的验证与误差分析
6.5 面向不同跟踪需求的规模“菜单”
6.6 案例：为特定战区提供持续跟踪能力的星座规模估算

第7章结论与未来研究方向
7.1 600km与1000km星座的核心结论
7.2 轨道设计与星座规模的关键制约因素
7.3 对混合轨道架构设计的启示
7.4 仿真模型的局限性与改进方向
7.5 轨道部署与补网策略初探
7.6 轨道安全与空间碎片规避问题

第三篇

题目：天基雷达与低轨红外预警星座的异构融合与协同任务规划机制研究

摘要：本报告深入探讨了天基雷达（SBR）跟踪星座与低轨红外（LEO-IR）预警星座进行深度融合的作战模式与技术路径。报告首先从探测物理原理的互补性出发，系统分析了红外传感器在助推段羽焰探测上的高灵敏度优势，以及雷达在中段无热源目标精确测轨上的不可替代性。研究的核心在于提出了一种“红外引导、雷达接力”的协同任务规划框架。该框架下，红外星座一旦探测到助推段目标，立即通过高速星间链路向雷达星座分发粗略的目标状态矢量和威胁等级评估。雷达星座的任务规划系统则依据此“提示信息”，进行区域性唤醒和探测资源预置，实现对燃尽点（MECO）目标的“零延迟”捕获。本报告详细设计了两种系统间的信息交互协议与数据格式标准，并构建了一个分布式的协同任务分配模型，该模型能够根据目标威胁等级、雷达卫星的能量状态和几何可观测性，智能地将跟踪任务分配给最优的雷达节点或节点簇。仿真结果表明，与雷达星座独立进行广域搜索相比，异构融合模式可将目标捕获时间缩短90%以上，并显著降低雷达星座的平均功耗，从而在不增加星座规模的前提下，大幅提升对突发性、大规模导弹袭击的响应能力和任务续航能力。

关键词：异构星座；天基雷达；天基红外；数据融合；协同任务规划；杀伤链

提纲目录：
第1章异构传感器探测原理的互补性分析
1.1 红外传感器探测原理与性能边界（大气窗口、背景辐射）
1.2 雷达传感器探测原理与性能边界（RCS、多普勒）
1.3 助推段：红外主导，雷达辅助
1.4 中段：雷达主导，红外（温差）辅助
1.5 传感器能力的“1+1>2”效应
1.6 异构融合的作战价值

第2章 “红外引导-雷达接力”的作战流程设计
2.1 助推段目标的红外探测与航迹初始生成
2.2 目标状态信息的跨星座分发机制
2.3 雷达星座的“提示性”唤醒与波束指向
2.4 燃尽点（MECO）的精确捕获与跟踪权交接
2.5 中段雷达的稳定跟踪与目标编目
2.6 拦截信息链的构建与数据注入

第3章跨星座信息交互协议与数据标准
3.1 目标状态矢量的数据格式定义
3.2 探测不确定性椭球的表示方法
3.3 任务请求与资源反馈消息格式
3.4 时间同步与坐标系统一的重要性与实现方法
3.5 数据加密与安全传输协议
3.6 协议的兼容性与可扩展性设计

第4章协同任务规划模型与算法
4.1 基于“提示”信息的雷达资源预调度模型
4.2 考虑能量与时间的分布式任务分配算法
4.3 基于契约网协议的协同决策机制
4.4 应对多目标饱和攻击的规划策略
4.5 规划结果的冲突消解与优化
4.6 算法的实时性与收敛性分析

第5章协同探测的系统级仿真与效能评估
5.1 异构星座联合仿真平台搭建
5.2 典型场景：单枚ICBM协同跟踪过程仿真
5.3 典型场景：多枚TBM饱和攻击协同应对仿真
5.4 协同模式与独立模式的效能对比（捕获时间、资源消耗）
5.5 关键参数（星间链路时延、带宽）的敏感性分析
5.6 协同效能的边界条件研究

第6章面向未来的深度融合技术展望
6.1 星上多源数据前处理与特征级融合
6.2 雷达与红外载荷的一体化集成设计
6.3 基于人工智能的跨域态势感知
6.4 形成统一的“传感器-控制器-执行器”闭环
6.5 体系的弹性与抗毁伤能力
6.6 对地面测控与运管系统的挑战

第7章结论与政策建议
7.1 异构融合的核心优势总结
7.2 协同任务规划的关键技术路径
7.3 仿真验证的主要结论
7.4 发展异构融合星座的技术瓶颈
7.5 标准化与开放架构的重要性
7.6 对未来天基体系发展的启示

第四篇

题目：天基雷达跟踪任务规划与传统SAR/GMTI任务规划的范式差异与逻辑重构

摘要：本报告旨在深刻揭示天基雷达在执行弹道目标跟踪任务时，其任务规划与资源调度（MPRS）系统与传统的合成孔径雷达（SAR）成像和地面移动目标指示（GMTI）任务在作战逻辑、模型算法和技术实现上的本质区别。报告首先对比了三者的任务目标：SAR追求高分辨率二维成像，GMTI关注地面慢速目标的检测，而弹道目标跟踪则聚焦于对单个或少量高速点目标的连续状态估计。这种差异导致了在规划时间尺度、响应模式和资源优化目标上的根本不同。SAR/GMTI规划通常是基于预定计划、面向区域覆盖的，以小时或天为周期；而导弹跟踪规划则是事件驱动、面向点目标的，响应时间要求在秒级甚至亚秒级。本报告的核心贡献是提出了一套适用于导弹跟踪的“动态事件-反应链”规划范式，重构了传统MPRS的“请求-分解-分配-执行”流程。该范式强调了基于威胁评估的实时优先级排序、基于预测轨迹的波束指向预规划、以及基于卫星能量和计算状态的自主资源调度。报告详细阐述了两种模式在目标函数（SAR/GMTI优化覆盖面积或情报价值，导弹跟踪优化跟踪精度与连续性）、约束条件（SAR/GMTI受限于数据存储与下行带宽，导弹跟踪受限于星上峰值功率与能量）和算法选择（SAR/GMTI多用静态优化算法，导弹跟踪需用强化学习、滚动时域优化等动态算法）上的具体差异。本研究为设计全新的、适应大动态、强对抗环境下的天基雷达跟踪任务规划系统提供了清晰的理论分野和设计指南。

关键词：任务规划；资源调度；天基雷达；弹道目标跟踪；合成孔径雷达；范式差异

提纲目录：
第1章任务场景与目标特性的根本差异
1.1 SAR任务：静态场景的高分辨率成像
1.2 GMTI任务：地面慢速目标的广域监视
1.3 导弹跟踪任务：空间高速点目标的连续追踪
1.4 目标运动学与动力学模型的差异
1.5 探测数据产品形态的差异（图像 vs. 航迹点）
1.6 作战价值链定位的差异

第2章规划时间尺度与响应模式的对比
2.1 SAR/GMTI：计划驱动，小时/天级规划周期
2.2 导弹跟踪：事件驱动，秒/亚秒级实时响应
2.3 规划的静态性 vs. 动态性
2.4 离线规划 vs. 在线重规划
2.5 人在回路 vs. 全自主规划
2.6 响应延迟的容忍度对比

第3章资源优化目标函数的重构
3.1 SAR/GMTI的优化目标：覆盖面积、图像质量、情报价值最大化
3.2 导弹跟踪的优化目标：跟踪航迹连续性、状态更新率、跟踪精度最大化
3.3 目标函数的数学表达形式差异
3.4 单目标优化 vs. 多目标优化
3.5 确定性优化 vs. 随机性优化
3.6 优化目标的优先级动态调整机制

第4章核心约束条件的转变
4.1 SAR/GMTI的核心约束：数据存储、下行链路带宽、总能量
4.2 导弹跟踪的核心约束：峰值功率、散热能力、计算资源、星间链路
4.3 能量约束：从“总量管理”到“功率流管理”
4.4 时间约束：从“任务窗口”到“接力窗口”
4.5 计算约束：从“地面后处理”到“在轨实时处理”
4.6 约束模型的复杂性对比

第5章适用算法框架的演进
5.1 SAR/GMTI常用算法：整数规划、贪婪算法、启发式搜索
5.2 导弹跟踪适用算法：滚动时域优化（RHC）、深度强化学习（DRL）、多智能体协商
5.3 算法对环境不确定性的适应能力
5.4 算法的计算复杂度与求解效率
5.5 集中式规划 vs. 分布式规划的算法实现
5.6 算法的“可解释性”与“可靠性”

第6章 “动态事件-反应链”规划范式详解
6.1 事件定义与感知模块
6.2 威胁评估与优先级排序模块
6.3 资源状态感知与可用性预测模块
6.4 基于预测的协同调度决策模块
6.5 任务执行与实时反馈修正模块
6.6 规划范式的闭环控制特性

第7章结论与对系统设计的启示
7.1 范式差异的核心要点总结
7.2 导弹跟踪任务规划的独特性
7.3 对任务规划引擎软件架构的要求
7.4 对星上计算平台能力的要求
7.5 对天地一体化运控模式的要求
7.6 未来研究方向：智能化与自主化

第五篇

题目： 1500km轨道高度天基雷达星座的广域监视能力与跟踪效能权衡研究

摘要：本报告聚焦于将天基雷达跟踪星座部署在1500公里较高轨道高度的方案，对其作战效能、技术挑战和体系成本进行系统性评估。报告首先阐述了1500公里轨道的核心优势：单星覆盖范围显著增大，能够以远少于低轨方案的卫星数量（理论上约200-300颗）实现对全球弹道目标的连续覆盖，从而大幅降低星座的建设与维持成本，并减少轨道拥挤和碰撞风险。然而，这种优势也带来了严峻的技术挑战。本报告的核心研究在于，通过建立耦合了雷达方程、星载能源模型和天线技术的综合仿真平台，定量分析了轨道高度提升对雷达系统关键参数的“级联效应”。研究表明，为弥补距离增加带来的巨大空间损耗（R^4衰减），1500公里轨道的雷达卫星需要装备更大孔径的天线（或相控阵单元数量）和数倍于低轨卫星的峰值发射功率，这对卫星平台的尺寸、重量、供电和热控系统提出了极高的要求。报告还深入分析了高轨道带来的其他影响，如更长的信号传播时延对跟踪滤波算法的影响，以及穿越范艾伦辐射带对星上电子元器件的抗辐射加固需求。最终，本报告通过效费比分析指出，1500公里轨道方案在战略层面具备“以技术换数量”的潜力，适用于对全球范围提供基础性、普适性跟踪能力的场景，但其高昂的单星技术门槛和研制风险，使其在实现“火力级”高精度、高刷新率跟踪方面，相较于低轨大规模星座可能存在性能瓶颈。

关键词：天基雷达；高轨道星座；广域监视；效费比分析；雷达威力；技术权衡

提纲目录：
第1章 1500km轨道环境与动力学特性
1.1 范艾伦辐射带的结构与影响
1.2 轨道高度对卫星寿命的影响
1.3 单星覆盖范围的几何模型
1.4 信号传播时延及其对作战节拍的影响
1.5 地球同步与回归特性分析
1.6 轨道部署与维持策略

第2章广域监视能力分析
2.1 实现全球1重覆盖的星座规模估算
2.2 对比600km/1000km方案的覆盖效率
2.3 对中低纬度地区发射场的重访特性
2.4 星座对机动目标的搜索发现概率
2.5 监视“盲区”的成因与规避
2.6 广域监视模式下的雷达工作参数设计

第3章跟踪效能的挑战与瓶颈
3.1 距离平方反比定律对信噪比的制约
3.2 为维持跟踪精度所需的功率-孔径积分析
3.3 高轨道带来的多普勒模糊问题
3.4 跟踪航迹更新率的理论上限
3.5 对复杂目标群的分辨能力评估
3.6 与低轨星座跟踪效能的量化对比

第4章对卫星平台与雷达载荷的技术要求
4.1 大功率、高效率发射机技术
4.2 轻量化、大口径可展开天线技术
4.3 高性能供电与储能系统
4.4 先进热控与散热技术
4.5 抗辐射加固电子元器件
4.6 高精度姿态确定与控制系统

第5章成本与风险评估
5.1 单星研制成本与发射成本分析
5.2 星座全生命周期成本估算
5.3 与低轨大规模星座的成本效益对比
5.4 关键技术未突破的技术风险
5.5 对发射与在轨部署能力的依赖性风险
5.6 国际法规与轨道位置竞争风险

第6章作战运用场景与定位
6.1 作为战略预警体系的骨干层
6.2 与低轨跟踪星座形成高低搭配
6.3 承担广域搜索与目标指示任务
6.4 在非传统安全领域的应用潜力（空间碎片监测）
6.5 在体系对抗中的生存能力评估
6.6 发展路线图建议

第7章结论
7.1 1500km轨道方案的核心优劣势总结
7.2 技术挑战与成本制约是主要瓶颈
7.3 “以技术换数量”的战略价值
7.4 与低轨方案的互补性关系
7.5 对未来技术发展的投资建议
7.6 研究的局限性与待深化问题

第六篇

题目：面向饱和攻击场景的天基雷达星座多目标跟踪与资源竞争调度算法

摘要：本报告聚焦于天基雷达星座在应对大规模、高密度弹道目标饱和攻击这一极端作战场景下的核心挑战：多目标跟踪（MTT）与资源竞争调度。报告首先构建了饱和攻击的数学模型，该模型能够生成包含数百个弹头、诱饵和碎片的复杂目标群，并具备时空分布的突发性特征。在此基础上，报告深入分析了传统多目标跟踪算法（如JPDA、MHT）在星上计算资源受限和目标数量急剧增加时，面临的“组合爆炸”和实时性差的瓶颈。本报告的核心创新在于，提出了一种基于“分簇-跟踪-调度”三阶段的分布式协同算法框架。第一阶段，利用目标在相空间中的邻近性，采用快速聚类算法（如DBSCAN）对海量目标进行动态分簇，将全局性难题分解为多个并行的局部问题。第二阶段，在每个簇内，采用基于高斯混合的概率假设密度（GM-PHD）滤波器进行多目标状态估计，有效避免了数据关联的复杂性。第三阶段，也是本报告的重点，设计了一种基于多智能体深度强化学习（MADRL）的资源调度器。每个雷达卫星被建模为一个智能体，其“动作”空间包括波束指向、驻留时间和发射功率，“状态”空间包括自身能量、可视目标簇的威胁等级和跟踪质量，“奖励”函数则综合了跟踪目标数量、平均跟踪精度和能量消耗。通过星间协同训练，智能体能够学会在无地面干预的情况下，自主、动态地将有限的雷达资源优先分配给威胁等级最高、跟踪质量最差的目标簇，实现了系统资源的全局次优分配。大规模仿真实验证明，该算法框架相比传统方法，在应对百枚量级目标的饱和攻击时，可将有效跟踪目标数量提升60%以上，同时将平均决策延迟控制在秒级以内。

关键词：饱和攻击；多目标跟踪；资源调度；深度强化学习；概率假设密度滤波器；分布式协同

提纲目录：
第1章饱和攻击场景的建模与特征分析
1.1 饱和攻击的战术意图与实现方式
1.2 多目标时空分布模型
1.3 弹头、诱饵、碎片的雷达可分辨性建模
1.4 场景的“高动态、高密度、强对抗”特征
1.5 对天基跟踪系统的核心挑战
1.6 性能评估指标定义：跟踪纯度、虚警率、航迹维持率

第2章传统多目标跟踪算法的局限性分析
2.1 联合概率数据关联（JPDA）算法的计算瓶颈
2.2 多假设跟踪（MHT）算法的假设爆炸问题
2.3 最近邻（NN）算法在密集环境下的性能退化
2.4 算法在星上部署的可行性评估
2.5 对通信带宽和计算资源的需求
2.6 无法与资源调度有效耦合的问题

第3章基于GM-PHD滤波的无数据关联跟踪
3.1 随机有限集（RFS）理论基础
3.2 概率假设密度（PHD）滤波器的原理
3.3 高斯混合（GM）实现方法
3.4 在星上实现的算法流程与优化
3.5 GM-PHD在目标数量估计与状态提取上的优势
3.6 算法性能仿真与参数敏感性分析

第4章 “分簇-跟踪”的分布式架构
4.1 基于DBSCAN的目标动态分簇算法
4.2 分簇策略对后续跟踪性能的影响
4.3 将全局MTT问题分解为多个局部RFS滤波问题
4.4 簇的生成、合并与分裂管理
4.5 分布式架构下的数据融合与一致性问题
4.6 架构的鲁棒性与可扩展性

第5章基于多智能体强化学习的资源调度
5.1 将雷达卫星建模为自主决策的智能体
5.2 状态空间、动作空间与奖励函数的设计
5.3 基于值函数分解的MADRL算法（如QMIX）
5.4 集中式训练、分布式执行的实现框架
5.5 智能体间的协同策略学习过程
5.6 算法在收敛速度与最终性能上的表现

第6章综合仿真与效能评估
6.1 饱和攻击场景下的端到端仿真平台
6.2 本报告所提算法与基线算法的性能对比
6.3 在不同饱和程度下的性能表现
6.4 对星间通信时延和带宽的鲁棒性分析
6.5 能量约束对调度策略的影响
6.6 案例分析：拦截窗口前的关键目标保障

第7章结论
7.1 饱和攻击是天基跟踪系统设计的关键驱动
7.2 “分簇-跟踪-调度”框架的有效性
7.3 深度强化学习在动态资源调度中的巨大潜力
7.4 算法实现的关键技术挑战
7.5 对未来星上智能计算平台的要求
7.6 研究展望：将诱饵识别融入奖励函数

第七篇

题目：天基雷达星座在轨资源调度三大核心方案：集中式、分布式与混合智能模式的对比研究

摘要：本报告系统性地研究并对比了适用于天基雷达跟踪星座的三种核心在轨资源调度方案，旨在为下一代星座运控体系的架构选择提供决策依据。第一种方案是“地面中心化全局优化”，即所有卫星的探测数据和状态信息全部汇集到地面中心，由超级计算机运行复杂的优化算法（如混合整数规划），生成全局最优的调度指令并上注。该方案理论上可达全局最优，但链路依赖性强、响应延迟长（分钟级），难以应对突发弹道目标。第二种方案是“星上分布式自主协商”，每颗卫星作为一个自主智能体，仅与邻近卫星通过星间链路交换局部信息，依据预设的规则（如契约网协议）或学习到的策略，自主决策其资源分配。该方案响应速度快（秒级）、鲁棒性强，但可能陷入局部最优，缺乏全局视野。第三种方案，也是本报告重点阐述和推荐的“天地一体化混合智能调度”方案，它融合了前两者的优点。该方案在星座内部署分层的分布式计算架构，由少数“簇头”卫星负责区域内的资源初步优化与冲突消解，实现秒级战术响应；同时，地面中心则从“指令者”转变为“赋能者”，负责下发长期的战略意图、更新AI模型、并对重大资源冲突进行宏观调解，实现小时级的战略优化。本报告通过建立三种模式的数学模型和仿真环境，从任务完成率、资源利用效率、系统响应时间、链路开销和抗毁性等五个维度进行了定量对比分析。结果表明，混合智能模式在综合性能上显著优于前两种模式，是实现未来天基雷达星座高效、弹性、智能化运控的最有前景的技术路径。

关键词：资源调度；集中式控制；分布式自治；混合智能；天基雷达；星座运控

提纲目录：
第1章资源调度问题的形式化描述
1.1 调度资源定义：能量、计算、存储、波束、时间
1.2 调度目标定义：跟踪精度、连续性、目标数量
1.3 约束条件定义：卫星平台约束、任务时序约束
1.4 问题的NP-hard复杂性分析
1.5 调度方案的核心评价指标体系
1.6 研究背景与技术驱动力

第2章方案一：地面中心化全局优化
2.1 体系架构与工作流程
2.2 基于混合整数线性规划（MILP）的数学模型
2.3 求解算法与计算复杂度分析
2.4 优点分析：全局最优性
2.5 缺点分析：高延迟、链路脆弱、对地面依赖强
2.6 适用场景：非实时、高价值目标的精细规划

第3章方案二：星上分布式自主协商
3.1 体系架构与工作流程
3.2 基于多智能体系统（MAS）的建模
3.3 基于契约网协议（CNP）的协商机制
3.4 优点分析：高响应速度、强鲁棒性、低链路负载
3.5 缺点分析：局部最优、收敛性问题、缺乏全局态势
3.6 适用场景：应对突发事件、网络降级情况下的应急运行

第4章方案三：天地一体化混合智能调度
4.1 分层、分域的体系架构设计
4.2 “簇头”卫星的选举与职责
4.3 星上区域级快速调度（战术层）
4.4 地面战略意图下发与模型更新（战略层）
4.5 天地协同的工作机制与信息流
4.6 该方案对前两种方案的扬弃与融合

第5章三种方案的量化对比分析
5.1 仿真环境与场景设置
5.2 对比维度一：任务完成率与质量
5.3 对比维度二：系统响应时间与决策延迟
5.4 对比维度三：资源（能量、带宽）利用效率
5.5 对比维度四：抗毁性与鲁棒性（节点/链路失效场景）
5.6 综合性能雷达图对比

第6章实现混合智能模式的关键技术
6.1 星载高性能异构计算平台
6.2 轻量化、可在线更新的AI模型
6.3 高带宽、低时延、高可靠的星间/星地链路
6.4 标准化的任务描述与资源抽象语言
6.5 系统的可信性与安全性设计
6.6 天地运控系统的接口与协同

第7章结论与发展建议
7.1 三种方案的核心特点与适用边界总结
7.2 混合智能模式是未来发展的必然趋势
7.3 对现有星座运控体系的升级改造建议
7.4 需要优先突破的关键技术瓶颈
7.5 组织架构与人才培养的配套需求
7.6 远期展望：完全自主的“认知星座”

第八篇

题目：高度-倾角混合轨道构型在弥合天基雷达星座覆盖缝隙中的应用研究

第九篇

题目：基于滚动时域优化的天基雷达波束资源实时调度算法

第十篇

题目：星间激光通信网络拓扑动态重构对跟踪任务交接可靠性的影响

第十一篇

题目：面向火力级精度的天基雷达多星协同跟踪与数据融合滤波算法

第十二篇

题目：天基雷达星座能量管理与任务调度一体化优化模型

第十三篇

题目：在轨边缘计算架构下弹道目标RCS序列特征提取与初步识别技术

第十四篇

题目：天基雷达系统抗电子干扰能力建模与自适应波形设计

第十五篇

题目：面向巨型星座的自主健康管理与故障诊断重构系统设计

十六篇

题目：数字孪生技术在天基雷达跟踪星座全生命周期仿真与效能评估中的应用

十七篇

题目：天基雷达跟踪星座的作战效能评估指标体系与仿真方法

十八篇

题目：天基雷达跟踪数据在上升段拦截与中段拦截任务中的应用模式

十九篇

题目：复杂电磁环境下天基雷达星座的生存能力与弹性恢复策略

第二十篇

题目：下一代“感知-决策-打击”一体化天基作战体系中雷达跟踪星座的演进路径