国家标准计划《基于地基微波雷达测量的空间碎片等效尺寸估计方法》由 TC425（全国宇航技术及其应用标准化技术委员会）归口，TC425SC5（全国宇航技术及其应用标准化技术委员会空间碎片分会）执行 ，主管部门为国家标准委。

主要起草单位 平湖空间感知实验室科技有限公司 、北京无线电测量研究所 、航天工程大学 、中国航天标准化研究所 。

在当今时代，外空活动已经成为人类探索未知、推动科技进步的重要领域。

然而，空间碎片的存在却给外空活动带来了潜在的威胁。

这些碎片以极高的速度在轨道上飞行，一旦与航天器发生碰撞，可能会造成严重的损坏，甚至危及宇航员的生命安全。

当航天器遭受空间碎片撞击后，撞击引起的损伤效应取决于空间碎片的尺寸、碰撞速度、航天器的结构及材料等因素。

为应对来自空间碎片的威胁，有必要对包括空间碎片在内的所有空间物体进行全面监测和准确识别，掌握其在轨状态和威胁程度，为规避航天器碰撞风险和保护空间环境提供支持。

其中，空间碎片尺寸是影响空间碎片碰撞概率计算、威胁程度评估、精确识别编目的关键指标，并直接影响我国太空安全“自主可控”能力生成，其重要性主要体现在以下方面： 1）空间碎片尺寸影响碎片轨道预报的精确计算，是决定碰撞概率的重要指标 2）空间碎片尺寸直接决定其对在轨航天器的威胁程度，是衡量碎片威胁程度、影响航天器规避决策的最重要指标之一 3）空间碎片尺寸是对其精准识别、编目管理和在轨清除的重要依据 4）空间碎片尺寸估计对我国太空安全领域“自主可控”能力生成具有重要意义 综上所述，空间碎片尺寸对空间碎片碰撞预警、威胁评估、编目管理和在轨清除具有重要价值，尺寸估计结果是开展上述工作的一项重要依据。

空间碎片尺寸估计是空间碎片监测感知领域需要开展的一项重要基础工作，对我国建立太空安全领域“自主可控”能力具有重要意义。

地基微波雷达具有全天时全天候观测空间碎片的能力，不受天气因素和昼夜更替影响，在空间碎片监测感知领域（特别是1cm以上碎片）发挥着不可替代的作用。

地基微波雷达可反演碎片目标尺寸信息的微波特征主要有：雷达散射截面积（Radar Cross Section，RCS）、高分辨距离像（High Resolution Range Profile，HRRP）、逆合成孔径雷达（Inverse Synthetic Aperture Radar，ISAR）图像等。

其中，利用窄带测量雷达可以获取空间碎片位置、RCS等信息，利用宽带成像雷达能够获取空间碎片HRRP、ISAR图像等信息，结合空间碎片定轨结果，可对空间碎片进行形状、尺寸等物理特征分析，及其在轨状态评估和属性识别，更进一步甚至可以进行碎片溯源、三维重构等深入分析。

随着我国空间碎片监测感知技术的不断发展，我国初步建成了空间碎片地基监测网，初步具备大部分低地球轨道和部分同步轨道厘米级以上空间碎片的监测能力。

利用地基微波雷达测量数据进行空间碎片尺寸估计技术工作也取得了长足进步，目前已经逐步从理论研究走向工程化应用，各类技术方法层出不穷，有力的促进了该领域技术发展和进步。

但目前尚无国家标准对利用地基雷达测量数据进行空间碎片尺寸估计的相关技术方法进行详细规范，导致方法不能通用、系统无法兼容、结果难以对标等困难。

主要表现在以下方面： 首先，对于空间碎片的尺寸尚无统一定义，对空间碎片尺寸特征如何描述也没有统一认识。

其次，现有方法对空间碎片的尺寸给出了不同的定义，名词概念众多，极易混淆。

比如基于窄带雷达测量获取的RCS数据，通过建立椭球模型来描述空间碎片三维形态，利用长轴和短轴定义空间碎片尺寸；基于宽带雷达测量获取的HRRP数据，由于只能获取雷达视线方向一个维度上散射中心的分布情况，建立了径向尺寸的概念对空间碎片尺寸进行描述；基于宽带雷达测量获取的ISAR数据，由于能够同时获得空间碎片在距离和方位两个维度的散射中心分布情况，因此建立了横向长度、径向长度以及最大长度等概念对空间碎片的尺寸进行描述。

以上涉及空间碎片尺寸的名词概念众多、极易混淆，因此，亟需建立统一的尺寸定义和名词解释，对不同方法之间在理论模型、结果标定等基础概念上进行规范和统一。

最后，随着商业化大型星座的快速发展，将来会有越来越多的航天器入轨运行，对空间安全和碰撞预警的需求愈发迫切，而空间碎片的监测感知需要多部门形成合力，多设备组网监测，多源信息融合处理，才能满足空间碎片监测感知和威胁应对的需要。

因此，亟需加强空间碎片尺寸估计流程中各个环节的规范性，统一名词术语、数据处理流程和方法，以规范不同类型空间碎片监测感知雷达系统的尺寸估计工作。

本标准的制定，将对利用地基雷达测量数据进行空间碎片等效尺寸估计工作中的名词术语、流程方法、方法选择和精度评估等内容进行规范，能够在全国范围内协调和规范空间碎片尺寸估计技术活动，对于促进国内具有空间碎片监测能力的组织和部门相互合作、推动我国空间碎片尺寸估计技术交流、产品推广应用和产业化发展具有重大意义。

本文件规定了空间碎片等效尺寸的定义，以及利用地基微波雷达测量数据进行空间碎片等效尺寸估计的流程、方法、方法选择和精度评估。 本文件适用于基于地基微波雷达测量数据的空间碎片等效尺寸估计，其它空间物体等效尺寸估计可参照执行。 基于地基微波雷达测量的空间碎片等效尺寸估计方法主要包括以下内容： 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 缩略语 5 空间碎片等效尺寸估计流程 5.1 概述 5.2 数据预处理 5.3 估计方法选择 5.4 等效尺寸估计 5.5 估计精度评估 6 估计方法选择 6.1 一般原则 6.2 基于窄带数据的尺寸估计方法选择 6.3 基于宽带数据的尺寸估计方法选择 7 尺寸估计方法 7.1基于RCS数据的空间碎片等效尺寸估计方法 7.2基于HRRP数据的空间碎片等效尺寸估计方法 7.3基于ISAR图像的空间碎片等效尺寸估计方法 8 估计精度评估 8.1 估计精度定义 8.2 不同方法适用条件及精度 8.3 多种估计方法综合精度评估