基于低轨预警卫星对中段弹道导弹的探测机理, 综合考虑了复杂探测环境中各辐射源(太阳、地表、大气、云层)对弹道中段目标的辐射作用, 计算了三个波段各辐射源在目标表面产生的辐照度, 在此基础上建立了弹头目标自身辐射及反射辐射模型。基于弹道中段目标红外辐射计算结果, 结合预警卫星成像系统的衍射效应, 推导了成像综合信噪比、探测作用距离修正模型, 从这两个方面分析了深空背景下低轨预警卫星对弹道中段目标的探测能力。结果表明: 复杂探测环境中各辐射源对目标成像综合信噪比的影响不可忽略, 约为目标自身辐射综合信噪比的1.2倍; 低轨卫星光学系统的衍射效应对中段目标探测能力影响严重, 8~9.4、9.4~10、10~14 μm波段下衍射效应修正前后综合信噪比差值占未修正综合信噪比的比率分别为41.9%、36.7%、10.4%; 探测距离随观测角度的变化而变化, 迎头探测时, 探测距离最大。

在宽带探测模型的基础上，综合考虑光谱精细度以及数据量，融合窄带光谱信息进行目标识别，提出一种基于综合信噪比的红外预警卫星窄带探测波段选择方法。依据预警卫星窄带成像机理加入窄带滤光片，综合考虑目标和背景辐射、暗电流噪声以及探测器仪器热噪声等的影响，提出较为完备的综合信噪比计算模型。以**支援计划（DSP）预警卫星为例，选取中心波长在2.726，2.835，3.012，4.339 μm处带宽为10 nm的窄带波段为探测波段，计算了尾焰在不同高度下的综合信噪比光谱。