《太空对抗中未知追踪者目标下的规避策略研究》122页

太空军任务在于保障商业及军事行动的外层空间自由通行。实现该目标需深化对太空环境的认知，并探索可资利用的潜在战略优势。高保真仿真系统为操作人员理解太空战术提供工具支撑，同时为现役航天器技术需求决策提供依据。本研究通过轨道微分博弈与线性二次博弈仿真，深入解析单对单轨道冲突机理。研究成果不仅提出航天器高效计算策略以规避高性能追踪卫星，更为未来弹性卫星的态势感知能力需求确立基准准则。核心发现包括：规避方可在合理测量误差范围内，仅凭角度测量数据即可从有限路径选项中判定追踪者轨迹；当追踪方遵循现实控制律时，垂直于"规避方-追踪方"矢量的推力策略成为应对各类追踪目标的最优规避方案。尽管研究聚焦于空间动力学领域的特定控制与估计系统，其方法论适用于模拟任意目标环境与控制律，故本质上涵盖广义追逃博弈理论框架，可广泛应用于制导、导航与控制研究领域。

美太空军条令[2]明确指出"太空通行权关乎美国繁荣与安全"，该权益衍生全球定位服务、公共安全防护及国防保障等多元效益。美国国家太空情报中心（NASIC）发布的《太空竞争》报告[3]阐明，外国势力通过采纳天基技术体系正挑战美国的太空技术主导权。面对全球冲突威胁，在轨对抗已成为太空资产的安全隐患。因此，深入认知轨道作战形态将强化美国资产防护能力。轨道冲突仿真作为关键认知路径，可将追逃博弈映射至太空场景：某卫星（追踪方）试图达成相对于第二卫星（规避方）的特定目标状态。通过求解预设目标（如交会对接、拦截摧毁等）下的优化路径，传统方法假设双方均知晓所有状态（含目标状态）；但实战中规避方往往无法确知追踪方意图。本研究通过微分博弈构建多路径对应状态估计模型，创立在追踪目标不确定条件下航天器的最优规避方法。此类方法经分析验证后可应用于真实航天器，切实提升在轨对抗防御能力。

本研究聚焦追逃博弈中的目标不确定性，相关结论将辅助特定太空任务规划，并为系统级性能需求论证提供决策工具。通过应用本文技术路径，既可制定现役航天器的在轨对抗策略，亦能在新型航天器研制中确立应对在轨威胁的能力需求。所提算法既可在地面任务规划中实施，亦可集成至在轨自主任务规划系统。因此，本研究核心目标是构建并验证不确定环境下航天器规避策略生成算法。基于"规避方未知追踪目标"的微分博弈框架，重点探究提升规避效能的估计与制导技术。关键研究问题包括：

规避航天器能否通过观测判定追踪卫星目标？
实现目标判定与成功规避需具备何种估计与控制能力？
追踪策略不确定时能否建立普适性规避控制与制导策略？

本文包含四个主体章节：第二章阐述轨道动力学、随机轨道微分博弈及估计技术理论基础；第三章详述方法论体系，提供可复用于特定轨道场景的算法群；第四章应用前述方法分析多场景测试数据，提出规避航天器能力需求建议及任务规划通用策略；第五章总结研究成果并指明后续研究方向。本研究旨在为美国太空军开发具备智能规避策略的弹性卫星系统提供核心技术支撑。