亚像元火点是红外预警卫星的辐射干扰源, 基于推导火点像元辐射强度方程, 对不同条件下的火点像元在 2.55～2.85 .m波段和 4.19～4.48 .m波段的辐射强度进行数值计算, 分析了影响火点像元辐射特性的因素。通过与 Titan ⅢB型火箭尾焰辐射特性进行对比分析并利用实际火点数据验证了亚像元火点的辐射干扰特性, 结果表明: 亚像元火点在 2.55～2.85 .m波段和 4.19～4.48 .m波段均能够对红外预警卫星的探测造成辐射干扰, 与火箭尾焰辐射特性的区别是大部分火点像元在 4.19～4.48 .m波段具有更强的辐射强度, 结果可为提升红外预警卫星抗火点辐射干扰能力提供理论支撑。

红外预警卫星系统作为先进的红外探测装备, 是反导预警体系中的重要组成部分, 但是红外预警卫星系统的虚警问题会严重影响系统作战效能的发挥。在概述红外预警卫星虚警的定义和表现形式的基础上, 分析了虚警的产生原因与分类, 最后探讨了红外预警卫星系统虚警抑制的相关技术和研究方向, 为相关领域的研究提供参考信息。

针对红外预警卫星探测波段遥感数据难以获取的问题, 研究了基于地表温度反演的红外预警卫星探测波段地球背景辐射仿真方法。采用了通用型单通道算法对FY-3/MERSI数据集进行地表温度反演, 得到了全球地表温度分布图。在此基础上, 构建了地表红外辐射模型, 充分考虑了海拔、大气模式、地表类型等因素对地表辐射的影响, 利用MATLAB与MODTRAN 进行联合编程完成每个像元对应的地表辐射计算, 实现了红外预警卫星探测波段地球背景辐射场景的图像生成。仿真结果表明: 仿真图像分辨率高, 能够准确反映红外预警卫星探测波段的地球背景辐射特性, 可为研究红外预警卫星作战效能评估和目标识别技术提供场景数据支撑。

针对红外预警卫星的虚警问题, 研究了地球同步轨道红外预警卫星的空间辐射环境。在计算卫星探测谱段内的地球背景辐射特性并将其作为衡量基准的基础上, 分析了空间环境中可能造成红外预警卫星虚警的辐射源, 并对各种空间辐射源在红外预警卫星短波探测谱段2.63～2.83 μm和中波探测谱段4.18～4.50 μm的辐射特性进行了数值计算。结果表明: 太阳直接辐射对卫星探测器的辐照度远大于卫星的背景辐射强度, 应采取规避措施; 红外预警卫星的主要虚警源为月球辐射和近地轨道航天器辐射; 月球辐射的影响主要来自镜头的聚焦作用; 近地轨道航天器辐射的影响发生在红外预警卫星的中波探测谱段, 研究结果可为研究相应的背景抑制及虚警源识别技术提供参考。

建立了红外预警卫星直视地表(See-To-Ground, STG)波段探测能力计算模型, 并仿真研究了STG最佳探测波段范围以及该波段在导弹预警中可能具备的能力。首先建立了固体、液体导弹尾焰红外辐射模型、地球/大气环境特性模型、点目标辐射通量表观对比度模型、预警卫星系统噪声模型和最低探测高度模型; 其次, 利用上述模型分析了固体和液体导弹尾焰的表观对比光谱分布规律, 认为将STG波段选定为2.86~3.0 μm最具合理性; 然后, 通过分析液体和固体导弹尾焰在该波段的表观对比度光谱随高度的变化规律, 初步探讨了STG波段的导弹探测能力; 最后, 通过分析不同条件下预警卫星对导弹的首次探测高度, 系统研究了SBIRS-GEO预警卫星在STG波段的探测能力。研究结果表明: STG波段对固体导弹则具有较强的早期预警能力, 而对液体导弹的早期预警能力则相对较弱。

天基红外预警卫星远距离探测时获取的弹道目标特征信息匮乏，代表物质固有属性差异的光谱信息可作为目标识别的主要依据。将尾焰特征光谱信息作为识别的重要手段，综合考虑尾焰光谱吸收特性和特征光谱提取原则，采用改进的向前和向后间隔偏最小二乘法建立特征波段提取模型，以新型自适应变权重光谱相似性测度（SAVM）实现目标与特征光谱数据库的匹配，提出了基于尾焰特征光谱的主动段弹道目标识别方法。仿真实验进行了特征波段提取与SAVM优越性的验证，相较于全波段光谱匹配识别法，提出的方法所需数据量更小、识别精度更高。研究内容可为红外预警卫星系统优化探测识别能力提供有意义的参考。

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。

为研究反导作战中红外预警卫星系统对弹道导弹主动段弹道的跟踪性能，提出以后验克拉美-罗下界(Posterior Cramer-Rao Lower Bound, PCRLB)为衡量指标，结合8态重力转弯主动段运动模型和双星纯方位无源定位获取的量测量，系统分析了运动建模精度、量测精度、采样周期、测源不确定性下检测概率和虚警数目等因素对跟踪时效性和准确性的影响。仿真算例给出了上述因素对位置和速度跟踪性能的影响程度和规律，可为预警卫星反导作战、战技指标关联建模以及星载探测器优化设计等提供有意义的参考。

为研究反导作战背景下红外预警卫星对弹道导弹主动段弹道的探测能力，在作战需求驱动下，构建了预警卫星探测能力战术、技术和性能指标的关联结构，以技术指标为桥梁，通过建立视场、扫描周期、检测概率、虚警概率、信噪比及最大作用距离等计算模型，系统分析了战术、技术和性能指标之间的关联及其对探测能力的影响。结合典型的目标和背景辐射特性以及大气透过率，仿真分析了星载探测器性能指标的不同组合对预警卫星最大作用距离和预警时间的影响程度和规律。该研究可为评估预警卫星反导作战效能和优化设计星载红外探测系统提供有意义的参考。

面向区域的地球同步轨道(GEO)红外预警卫星能为特定区域反导作战提供及时可靠的预警信息，想定了预警区域的经纬度范围，提出以空域覆盖性能和定位精度为性能准则部署GEO预警卫星。首先基于GEO卫星对地覆盖模型建立了卫星空域覆盖性能模型；然后分析GEO卫星与特定预警区域的空间几何关系，以几何精度衰减因子(GDOP)为定位精度衡量指标，建立了GEO星座对预警区域的定位精度模型；最后通过仿真综合分析了不同卫星部署方式对空域覆盖性能和定位精度的影响，给出了面向区域的GEO红外预警卫星部署的指导性结论。