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天基预警系统作为完整弹道防御体系中的重要环节,具备对弹道导弹的全程跟踪监视能力,愈来愈成为世界各军事强国防御系统的发展重点。本文以低轨星座预警系统为研究对象,对基于卫星观测的目标跟踪、基于多目标跟踪的星座卫星资源调度以及低轨星座预警系统效能评估进行了研究,主要成果如下:基于卫星仅测角观测,设计了Yule-Walker方法自适应的当前统计模型滤波算法,实现对目标的跟踪估计。基于UKF滤波器,采用Yule-Walker方法对当前统计模型参数在滤波过程中进行自适应调整,实现对目标的跟踪。仿真结果表明,目标位置、速度和加速度估计误差分别收敛至125m、8m/s、0.4m/s~2。同时,使用后验Cramer-Rao下界推导了目标跟踪可观测度,并仿真分析了卫星数量与测量噪声对跟踪性能的影响。构建了低轨星座多目标跟踪周期性滚动调度求解框架,在此基础上分别设计了遗传优化算法与启发式规则调度算法两种智能调度方法对星座卫星资源进行调度。考虑中段目标轨迹的可预测性及卫星与跟踪目标之间复杂的对应关系,对本文多目标跟踪预警任务进行分解并建立了卫星资源调度求解的周期性滚动框架。在此基础上,建立了卫星资源调度模型,并分别采用遗传优化算法和启发式规则调度方法实现星座卫星资源对多目标的调度跟踪,仿真结果表明,遗传优化算法所求调度策略下的调度精度和收益指标均达到90%以上,卫星切换率指标较高,达到了44.74%;启发式规则调度方法,则在保证跟踪精度的同时,将卫星切换率下降至13%左右,提高了卫星工作效率。建立了低轨星座预警系统效能评估指标,基于模糊综合评估法设计了预警系统综合效能评估方法。从预警任务角度、星座卫星使用角度、数据融合角度三个方面构建了低轨星座预警系统效能评估指标,并基于层次分析法,确定各指标在系统效能评估中所占权重。然后,在对各指标使用隶属度函数模糊化的基础上,使用模糊变换理论建立了系统效能综合评估模型,并介绍了效能评估具体实现过程,最后通过仿真,对遗传算法与启发式规则调度方法所求调度策略下的综合效能进行模糊综合评估以供决策者参考。