間諜衛星(用於獲取軍事情報的軍用衛星)

間諜衛星（reconnaissance satellite）：又稱偵察衛星。用於獲取軍事情報的軍用衛星。偵察衛星利用所載的光電遙感器、雷達或無線電接收機等偵察設備，從軌道上對目標實施偵察、監視或跟蹤，以獲取地面、海洋或空中目標輻射、反射或發射的電磁波信息，用膠片、磁帶等記錄器存儲於返回艙內，在地面回收或通過無線電傳輸方式傳送到地面接收站，經過光學、電子設備和計算機加工處理，從中提取有價值的軍事情報。

基本介紹

• 中文名：間諜衛星
• 外文名：reconnaissance satellite
• 設備：有自爆裝置
• 作用：天基武器

概念介紹

偵察衛星按任務和設備的不同分為照相偵察衛星、電子偵察衛星、海洋監視衛星、預警衛星和核爆炸探測衛星。偵察衛星具有偵察面積大、範圍廣，速度快、效果好，可以定期或連續監視，不受國界和地理條件限制等優點。美國和前蘇聯/俄羅斯等國發射了大量的偵察衛星。

蒐集的情報種類可以包含軍事與非軍事的設施與活動，自然資源分布、運輸與使用，或者是氣象、海洋、水文等資料的獲取。由於如今的領空尚未包含地球周遭的軌道空域，利用衛星蒐集情報避免了侵犯領空的糾紛；而且因為操作高度較高，不易受到攻擊。

偵查衛星分類

早期偵察衛星最主要的偵查手段是利用可見光波段的照相機。隨著科技的進步和情報種類的多樣化，偵察衛星使用的蒐集手段可以大致上區分為主動與被動兩大類。

主動衛星與被動衛星區別：主動手段就是由衛星發出訊號，藉由接收反射回來的訊號分析其中代表的意義。譬如說利用雷達波對地面進行掃描以獲得地形、地物或者是大型人工建築等的影像。被動手段是利用被偵查的物體發射出來的某種訊號，加以蒐集並且分析。這種偵查方式是最為常見的一種，包括使用可見光或者是紅外線進行照相或者是連續影像錄製，截收使用各類無線電波段的訊號，像是各種雷達與通訊設施等等。

發展

歷史

1959年2月28日，美國加利福尼亞州范登堡空軍基地里，有一枚高大的“宇宙神——阿金納A”火箭聳入雲端，它那圓錐形的頂端就是人類歷史上的第一顆間諜衛星，美國諜報部門稱它為：“發現者1號”。當倒數計數到零時，火箭便呼嘯著把“發現者1號”送入了太空軌道。1960年10月，“宇宙神——阿金納A”又運載著另一顆間諜衛星“薩摩斯”升上了藍天。它在太空運行中可以進行大量的錄音和錄像，比如它在蘇聯和中國的上空軌道上飛行一圈所收集到的情報比一個最老練、最有見識的間諜花費一年時間所收集的情報還要多上幾十倍。蘇聯也於1962年發了“宇宙號”間諜衛星，對美國和加拿大進行高空間諜偵察。截止1982年底，美國和蘇聯分別發射了373顆和796顆專職間諜衛星，總數達1169顆，這一千餘名“超級間諜”在幾百公里高的太空上，日日夜夜監視著地球的任何一個角落。現代的技術偵察主要是空間偵察，而空間偵察則又是利用各種間諜衛星來實施的。這類間諜衛星主要包括照相偵察衛星、電子偵察衛星、海洋監視衛星、飛彈預警衛星和核爆探測衛星。

顯然,從衛星影像上僅僅發現目標還遠遠不夠,往往還需要具體識別出目標軍用或民用的身份,以及目標的型號,甚至當前狀況。軍事上對地面偵察共分為四級。

第一級是發現,從影像上僅僅能判斷目標的有無,例如海面上有無艦船,地面上有無可疑物偏。

第二級是識別，能夠粗略辨識目標種類,例如是人還是車,是大炮還是飛機。

第三級是確認,從同一類目標中指出其所屬類型,例如車輛是卡車還是公共汽車,海上艦船是油輪還是航母

第四級是描述,能識別目標上的特徵和細節。例如能指出飛機、汽車的型號和艦船上裝備的飛彈種類等。在這四級中,“發現”(看見)所要求的地面解析度最低,“描述”(看清)所要求的地面解析度最高。

其實,解析度30米的偵察衛星就可以發現港口、基地、橋樑、公路或水面航行的艦船等較大目標。3一7米解析度就可以發現雷達、小股部隊、飛彈基地、指揮所等較小的目標。1米解析度的Google“衛星地圖”上,可以清晰“識別”城市建築物和道路以及汽車,可以找到本刊編輯部的房子,指出我們辦公室的位置。當然也可以“確認”航空母艦、飛機、坦克。至於美國最先進的軍用間諜衛星最高0.01一0.05米解析度的影像,則足以“描述”地面上的士兵手中槍的型號,“看見”報紙的標題。但所謂美國衛星可以看見當今地面上的一切,例如士兵有沒有刮鬍子,以及“看清”地面上報紙的標題等聳人聽聞的報導卻是誇大其詞。如果要從衛星影像上看清(不只是“看見”)報紙的標題,其地面解析度必須達到0.003米,而這在目前是辦不到的。另外,目前影像衛星可以向下垂直拍照,也可以左、右、前、後傾斜拍照,所以很容易照到建築物等垂直物體的側面,以及其他地方。相對而言建築物南面光照比北面好得多,衛星拍到房子南面窗前的物體也不奇怪,但由於解析度的限制,以及窗玻璃的影響,還是難以看清南屋裡的秘密。

用途

間諜衛星具有偵察範圍廣、飛行速度快、遇到的挑釁性攻擊較少等優點，蘇美兩國都對它格外鐘情，把它當做“超級間諜”來使用。當前美、蘇兩家的戰略情報有百分之七十以上是通過間諜衛星獲得的。1973年10月中東戰爭期間，美、蘇競相發射衛星來偵察戰況。美國間諜衛星“大鳥”拍攝下了埃及二、三軍團的接合部沒有軍隊設防的照片，並將此情報迅速通報給以色列，以軍裝甲部隊便偷渡過蘇伊士運河，一下子切斷了埃軍的後勤補給線，轉劣勢為優勢。在此同時，蘇聯總理也帶著蘇聯間諜衛星拍攝下來的照片，匆匆飛往開羅，勸說埃軍停火。1982年英、阿馬島之戰期間，蘇、美頻繁地發射間諜衛星，對南大西洋海面的戰局進行密切的監視，並分別向英國和阿根廷兩國提供敵方軍事情況的衛星照片。可以說，間諜衛星的數量和發射次數，已經成了國際政治、軍事等領域內鬥爭的“晴雨表”了。

偵察衛星的重要性

目前各種光學攝影的效果的最大解析度是各國家的機密，不過從各種公開或者是半公開的資訊當中，很多人相信偵察衛星要取得地面上的車牌的數字是輕而易舉，至於是否可以連報紙上的文字都能夠清晰的獲得，就沒有足夠的資料與以佐證。

照相偵察衛星

衛星簡介

“大鳥”間諜衛星是照相偵察衛星中主要的一種。它是由美國空軍委託洛克希德公司研製並於1971年發射上天的。總長為15.24米，直徑有3.05米，重達13.3噸。它所擔任的間諜偵察任務繁多，身兼數職，既對地球表面做普查偵察，也對重要目標做詳查偵察：既要對目標進行照相，又要對各地的電磁波進行監收，更奇妙的是，這隻“大鳥”還常常馱著“小鳥”飛上太空，然後“卸下”這些“小鳥”帶著他們在外層空間漫遊，即由大衛星（母星）和一、兩顆小衛星（衛星）組成一個“間諜衛星家族”。“大鳥”間諜衛星還長著三隻明察秋毫的“大眼睛”。一隻“眼睛”是一架分辨力極高的詳查照相機，可以看清在地面上行走的單個行人。另一隻“眼睛”是一架新型膠捲掃描普查照相機，用它來進行地上大面積普查照相。第三隻“眼睛”最神秘，它是一個可以在夜間看見地下飛彈發射井的多光譜紅外掃描照相機。“大鳥” 間諜衛星所拍攝的照片必須在衛星飛抵夏威夷群島地區上空時彈射出來，並由空軍回收，然後再進行沖洗和認讀。迄今為止，外層空間已經有16隻“大鳥”在“展翅飛翔”，以它那鷹一般的銳眼虎視眈眈地注視著地球上那些令人擔心的地區。1971年美國發射了一顆“KH－9”間諜衛星，也叫“大鵬”間諜衛星。1976年底，中央情報局在美國空軍范登堡基地又發射了由美國伍德里奇公司研製的最先進的第五代照相偵察間諜衛星“KH—11”，俗稱“鎖眼”。這是太空間諜戰的一個重大突破，因為“KH—11”間諜衛星屬於“數字圖像傳輸型的實時照相偵察衛星”。它不用膠捲，而是由衛星上的“成像遙感器”通過掃描方法拍攝地面場景圖像，並將這些“高品位遠距照相電視信號”採用數字圖像的傳輸方式傳輸到地面衛星接收站，這樣，華盛頓的國家圖像判讀中心就能立刻了解到有關國家各個領域的瞬時動態。“KH—11”間諜衛星的優點一是不受膠捲的限制，二是具有誘人的“實時性”（即衛星上的成像系統一攝製下地面的目標，則地面上衛星接收站的情報人員也就能立即同時看到了）。最初時，蘇聯軍方及諜報部門不了解“KH—11”間諜衛星具有發射實時信號照相的能力，因此有許多軍事設施都沒有隱蔽起來，甚至連飛彈發射井的井口也沒有掩蓋，讓美國諜報機關得到了許多高度機密的情報照片。

美國DSP紅外線偵察衛星

使用

1990年初，美國間諜衛星拍攝到利比亞首都的黎波里附近，正在興建一座神秘的工廠，據專家反覆分析照片認為，這是一座化學武器工廠，許多國家也紛紛予以譴責，但是利比亞否認此事，並說這是一家普通的製藥廠。事隔不久，這家工廠被一場無情的大火化為灰燼，利比亞國家元首發表聲明，譴責美國間諜衛星和縱火間諜的破壞活動。“KH—11”間諜衛星迄今為止已發射了5顆，是當今世界太空中間諜偵察衛星的“王牌”。80年代起，美國已著手制定一項代號為“靛藍”（現已改稱為“長曲棍球”）的新衛星系統的研製計畫。它將利用最先進的雷達設備，實現全天候的晝夜偵察。利用電腦把雷達訊號提高，變成雷達造影，可能穿透雲霧和黑暗，甚至還可能發展成具有穿透建築物的能力。

蘇聯雖然在1961年4月12日首先發射了世界上第一般載人宇宙飛船，揭開了載人航天技術發展的序幕，但是在間諜衛星研製方面還落後於美國。1959年美國的“發現者1號”間諜衛星升空後，蘇聯便大大加快了研製間諜衛星的步伐。1962年3月16日，蘇聯第一顆間諜衛星“宇宙—1號”飛上了藍天，在短短的9個月內，蘇聯一口氣發射了“宇宙—1號”至“宇宙—12號”總共12顆照相偵察間諜衛星，著實使美國諜報部門大吃一驚。“宇宙號”照相偵察間諜衛星重約4～6噸，分普查和詳查兩種，並且都是回收型的。初期時均為衛星整體回收，1968年後才發展成為只回收膠捲艙，以延長衛星的使用壽命。回收一律是在蘇聯的塔什乾和哈薩克地區回收，當衛星飛抵這些地區上空時，衛星的儀器艙與回收艙便自動分離，裝有膠捲與信標發射機的回收艙從空中下降，到一定高度時便自動打開降落傘，進行軟著陸。在降落過程中，信標發射機還會連續以四對字母TK、TG、TF、TL中的一對莫爾斯電碼發射信標信號，以便使回收人員準確尋找到回收艙的降落點。

照相機

照相偵察衛星上使用的照相機有“全景照相機”；“畫幅式照相機”和“多光譜照相機”。

“全景照相機”可以旋轉整個相機，其旋轉角度達180度，可以用來進行大面積搜尋、監視、進行地面目標的“普查”。“畫幅式照相機”主要用於“詳查”地面目標，把某一個重要目標拍攝到一張解析度很高的膠片上。美國“大鳥”照相偵察間諜衛星上的畫幅式照相機，從160公里的高空拍攝下來的照片，竟能夠分辨出地面上0.3米大小的物體，也就是說能夠看清是一隻狗還是一隻貓。“多光譜照相機”裝有不同的濾光鏡，對同一目標進行拍照，得到幾張不同的窄光譜的照片，由於不同的物體具有不同的光譜特性，所以，只要用“多光譜照相機”對偽裝的物體進行拍照，就可以揭露它的真面目，識破敵方的詭計。

電子偵察衛星

衛星介紹

電子偵察衛星具有多種功能。它能夠截獲敵方預警、防空和反飛彈雷達的信號特徵及其位置數據，能夠載獲敵方的戰略飛彈試驗的遙測信號，也能有效準確地探測敵方軍用間諜電台的位置。

使用情況

蘇聯從60年代中期開始發射電子偵察衛星，到1982年底共發射了134顆。蘇聯的電子偵察衛星一般是橢球體或圓柱體，多採用“混雜多顆組網法”使用，即在同一軌道內，發射4～8顆電子偵察衛星，一顆飛過去後，緊接著又飛過來一顆，可以接力式地連續進行通信竊聽。這種衛星具有情報聯絡的功能，可以與世界各地的蘇聯間諜保持無線電聯繫。1977年4月，伊朗反間諜部門逮捕了一名叫拉巴尼的間諜，他就是利用“通信情報型的電子偵察衛星”在飛越當地上空時，接收這顆間諜衛星傳送給他的密碼電文。由於在接收密碼電文時，拉巴尼沒能隱蔽好他的衛星接收天線而被反間諜部門發現後，突然衝進密室將他抓獲。

美國從60年代初開始發射電子偵察衛星，到1982年底共發射了78顆。分為普查型和詳查型兩種。普查型電子偵察衛星體積較小。如美國的“PH—11電子偵察衛星”即屬此類。它高僅0.3米，直徑0.9米，呈八面柱體，重量約為60公斤。往往是在發射其它較大的衛星時，把它捎帶上一起發射出去，所以國外諜報部門也叫它“搭班車間諜衛星”。1962年美國發射的“偵察號”電子偵察衛星能夠在很寬的頻段內對無線電系統進行偵察。這種間諜衛星重約1000公斤，它在一天中可以兩次飛越莫斯科上空，並能把載獲到的無線電信號儲存起來，當衛星運行到預定地域的上空時，又會自動將情報用無線電發回地面，或用回收艙送回地面。美國情報部門常常用它來截收蘇軍總部發至全球各海上艦隊的秘密電波。1973年發射的“流紋岩”電子偵察衛星主要是截獲竊聽蘇聯從普列謝茨克試驗發射固體洲際飛彈以及從白海試驗發射核潛艇飛彈的電子訊號。它可以同時監聽11000次電話或步話機的通話。在澳大利亞和英格蘭都設有專門接收“流紋岩”電子偵察衛星傳輸無線電信號的地面衛星接收站。電子偵察衛星還有一種特殊的“跟蹤人”本領。只要間諜把一種“顯微示蹤元素”或“電子藥丸”加在特製的食物和飲料中讓某個人吃下去，那么，當電子偵察衛星飛到這個人所在的區域時，衛星上的電子和攝影儀器便會對這個人進行跟蹤，無論這個人走到哪裡，躲在哪裡都無法逃出衛星的跟蹤。

間諜衛星

海洋監視衛星

大國博弈

1977年11月，蘇聯塔斯社發布了一條措詞模糊的新聞：“蘇聯一顆人造衛星的壓力降低，並採取計畫外的飛行形式，開始下降……”接著，美國設在科羅拉多州的北美防空司令部衛星觀測站，提出了一條比較露骨的新聞預測：“一顆蘇聯的間諜衛星將在近日內墜落到地球上。”這訊息一時在世界各國引起了驚慌，擔心墜落的衛星會落在自己的國土上，1978年1月24日，美國夏威夷的馬維島衛星觀測站觀測到天空中有一個閃著耀眼紅光的物體，急速向東北方墜下，最後在空中爆成數千塊碎片，紛紛落在加拿大的大奴湖地區。美國諜報技術部門立刻派出100多名航天專家去那裡搜尋衛星碎片殘渣。通過分析，美方認為，這是蘇聯的一顆重達2700公斤的雷達型“海洋監視間諜衛星”，即蘇聯第16顆海洋間諜衛星——“宇宙954號”。這種間諜衛星主要是用來探測、跟蹤世界海洋上的各種艦艇。通過截獲艦艇上的雷達、通信和其它無線電設備發出的無線電信號，對海上的軍事目標進行監視。蘇聯研製海洋監視衛星起步較早，擁有用核反應堆提供能源的“雷達型海洋監視衛星”和用太陽能供電的“電子竊聽型海洋監視衛星”。從1967年起就使用這兩類衛星了。而美國則在10年以後才擁有“電子竊聽型衛星”。海洋監視衛星上面裝有紅外輻射儀等高靈敏度的探測儀器，不僅能夠發現和跟蹤海上目標，而且也能夠監視水下60米深的核潛艇的活動。更奇妙的是它既能夠測量出核潛艇上的核發動機排出的熱量與周圍海水的溫差，掌握潛艇在海下的位置和計算出潛艇行駛的速度，而且還能測出海底山脈、海溝、隆起部位和斷裂區的高度、深度和寬度，繪製出精確的海底地圖。1982年英阿馬島之戰中，蘇聯接連發射了“宇宙—1365號”和“宇宙—1372號”海洋監視衛星，以此來偵察英阿雙方的軍事戰況，並把所獲取的英國軍隊的有關情報馬上提供給阿根廷軍隊，以致阿根廷空軍一舉擊沉了英國特遣艦隊中著名的“謝菲爾德號”驅逐艦。

美國野心

美國曾經提出兩個雄心勃勃的計畫。一個是研製“飛弓”雷達型海洋監視衛星，一個是研製“白雲”電子竊聽型海洋監視衛星。1978年6月27日，美國空軍范登堡發射基地發射了一顆長12.2米，重2274公斤的“飛弓”間諜衛星，它裝有四種微波遙感儀器和一台可見光和紅外掃描輻射儀，即合成孔徑側視雷達，測高雷達，雷達散射計，微波輻射計和可見光與紅外線輻射計，以此來對海洋實行大面積的監視。可惜好景不長，3個月後，這顆間諜衛星便因電源嚴重短路而一命嗚呼了。

間諜衛星

飛彈預警衛星

飛彈預警衛星對飛彈的防禦功能

當洲際彈道飛彈從發射井呼嘯而出後，對距離8000～12000公里以外的目標只要30分鐘就能命中。這就要求有一種武器能夠在飛彈到達目標前就能夠偵察到攻擊飛彈並發出戰略預警，及早使人們進入防空洞或者發射反彈道飛彈在大氣層外攔截撞毀前來襲擊的敵方飛彈。這項任務主要是用“飛彈預警衛星”來執行完成的。1958年美國便實施代號“米達斯”計畫的飛彈預警衛星研製。1966年，又重新制訂了著名的“647”預警衛星計畫（也叫防禦支援計畫衛星）。它是一個圓柱形星體，主要偵察設備是一個長3.63米，直徑為0.91米的大型紅外望遠鏡，它由2000多個硫化鉛做成的紅外敏感元件組成，能在零下80℃的條件下正常工作。它總長約6.64米，每分鐘可自轉5～7轉。美國從1971年投入實際使用“647飛彈預警衛星”以來，已經探測到蘇聯、法國和中國的1000多次飛彈試驗。衛星上的探測器在飛彈發射90秒鐘之內，便能探測到在起飛的飛彈，並在3—4分鐘內把探測到的各類信息傳輸到美國夏延山上的北美防空司令部。

蘇聯利用飛彈預警衛星對美國進行監視

蘇聯的飛彈預警衛星是在1967年發射的。它既能夠“看”到美國中西部的戴維斯——蒙森、小石城的“大力神飛彈”發射基地和馬姆斯特羅姆、沃化的“民兵式飛彈”發射基地，又能隨時與蘇聯保持通信聯繫，用這種大橢圓軌道的預警衛星每天可以進行14小時的監視，因此，只要同時使用2～3顆這種衛星就可以進行全天候的環球監視了。至1982年底，蘇聯共發射了33顆飛彈預警衛星，在太空中與美國又開始了一輪超級偵察之戰。

新一代的飛彈預警衛星性能更加優越

國外正在研製新一代的飛彈預警衛星，主要是採用一種“凝視”型紅外探測器。這種探測器含有幾百萬個敏感元件，各自負責凝視盯住地球表面的每個地區。只要某地區有飛彈發射，快速飛行的飛彈尾部噴出的猛烈火舌便會被衛星上某一部位的敏感元件感測到，於是立刻就可以預先報警了。它還具有排除非飛彈的自然火光和飛機尾部的熱輻射，降低虛警率和測算出飛彈的軌跡，飛行速度及彈著點等高度敏感精確的功能。

核爆炸探測衛星

1979年9月22日凌晨3時，一顆高於地球11萬公里的間諜衛星，發現在非洲南部出現了一種神秘的閃光，並且在1秒鐘之內，連續閃動了兩次。10月底，美國發表了一項聲明，宣稱該地區發生了一次2000～4000噸級的核爆炸。然而，處於這一地區的南非卻矢口否認與他們有關。但是，不論是怎樣否認也無法排除這顆間諜衛星偵察的可靠結果。這顆間諜衛星就是美國1971年發射的“核爆炸探測衛星”——“維拉號”（拉丁語，“監督者”的意思）。衛星上有二十幾個探測器，可以探測核爆炸時產生的X射線和Y射線，也可以數出

核炸時產生的中子數目和記錄核爆炸火球的閃光及電磁脈衝。它能夠探測到高空（爆炸高度在30公里上）、大氣層（爆炸高度低於30公里）和近地面的任何核爆炸。並且還可以運用先進的探測儀器系統偵察到地下的種種核爆炸。

發展狀況

美國天基預警系統在上個世紀60年代開始研製，1970年確定了地球同步軌道衛星的方案。我們聽過最多的DSP系統，現役是美國第三代國防支援計畫DSP系統，已經發展三代，目前的DSP星座由4顆工作性和1顆備用星組成，運行在地球靜止軌道上，具備變軌到大橢圓軌道的能力以實現對高緯度地區的有效監測。工作星的典型定點位置是一顆在印度洋上空(東經60度)，一顆在巴西上空(西經70度)，一顆在太平洋上空（西經135度)。通常該系統對洲際彈道飛彈能給出20-30分鐘的預警時間，對潛射彈道飛彈能給出10-15分鐘預警時間，對戰術彈道飛彈能給出5分鐘的預警時間。

第一顆間諜衛星有一個3米的全色譜感測器和一個巧米解析度的多色譜感測器,其圖像班蓋範圍為9平方公里到馴叉)平方公里,而且能拍立體照片。該衛星可把蒐集到的圖像數據儲存起來,然後傳回地面接收站。

現在使用的天基預警系統衛星DSP Phase III ：

由於DSP衛星設計之初是為了探測遠程和洲際彈道飛彈，對於中短程彈道飛彈的探測能力不足，此外DSP衛星不能穿透雲層，濾波和跟蹤能力不足，整個系統尤其是地面站的信息融合能力遠遠不足以滿足新時期彈道飛彈防禦預警的要求。為了完善預警探測能力，美國國防部啟動了天基紅外系統(SBIRS)以取代DSP系統提供飛彈預警等功能，同時為了實現對彈道中段目標的探測識別，增加了繼承自星球大戰亮眼(Brilliant Eyes)低軌道星座，由此形成了SBIRS-High和SBIRS-Low的高低軌道複合型星座配置。SBIRS的早期規劃里，計畫高軌道部分配置4顆靜止軌道衛星和2顆高橢圓軌道衛星，主要用於探測和跟蹤助推段的彈道飛彈；低軌道部分配置約24顆衛星，軌道高度約1600公里，用於捕獲，跟蹤飛行中段的彈道飛彈，分辨誘餌和彈頭，為攔截器提供目標精確定位。SBIRS-High和STSS. STSS可以做到全程跟蹤探測

2001年，隨著SBIRS-Low系統由美國空軍移交給彈道飛彈防禦局，系統改稱太空跟蹤與監視系統(STSS)，現在所稱的SBIRS系統一般特指原有的SBIRS-High。紅外感測器採用雙探測器方案，每顆高軌道衛星安裝一台寬視場的高速掃描探測器和窄視場凝視跟蹤探測器，通過兩者的結合，使SBIRS衛星的掃描速度和靈敏度遠遠高於DSP衛星，同時覆蓋面積也大得多。高軌道衛星之間本身不進行通信，不過可以和低軌道進行相互通信以做到接力跟蹤。STSS衛星分布在三個不同平面的太陽同步軌道上，這些低軌道衛星裝備了寬視場掃描探測器和窄視場凝視多光譜探測器。寬視場掃描探測器可以捕獲地平線以下彈道飛彈的尾焰，以儘快完成高軌道衛星轉交的跟蹤工作，窄視場多光譜探測器具有中長波和可見光探測能力，能鎖定目標並對整個彈道中段和再入段進行跟蹤，利用極為靈敏的多光譜探測器，STSS可以實現對助推器燃盡後母艙彈頭等冷目標的探測，在雜波和噪聲中跟蹤彈頭分離並具有分辨彈頭，彈頭母艙，輕重光學雷達誘餌的能力。STSS系統對彈道飛彈彈頭的精確定位，是通過4顆STSS衛星同時探測到並跟蹤為前提，具有很高的定位精度。對於遠程和洲際飛彈，通過SBIRS和STSS的配合探測，可以在助推段，上升段，中段和再入段實現對彈道飛彈的全程探測與跟蹤，通過精確定位為攔截飛彈提供坐標，在來襲飛彈進入陸基海基雷達探測範圍前發射，實現多層攔截提高攔截成功率。

按現有的契約，SBIRS系統包括4顆高橢圓軌道(HEO)衛星和5顆靜止軌道(GEO)衛星。SBIRS GEO衛星採用洛克希德公司的A2100衛星平台，12年設計壽命，衛星平台使用三軸穩定，電源功率約2800瓦，重量約4500千克，作為有效載荷紅外感測器重量約450千克。自1996年美國國防部批准天基紅外高軌道系統計畫以來，SBIRS進度不斷拖延，原定SBIRS GEO首顆衛星於2004年發射，但2002年調整契約拖延到2006年發射，2004年部署時間再次延後發射再次延期，推遲到2007年，最後發射又推遲到2011年，結果導致經費嚴重超支，所需預算倍增，從1996年契約的21億美元增加到75億美元。

因為SBIRS計畫一直存在問題，美國國防部2006年開始實施一套並行計畫，即“替代性紅外衛星系統”(AIRSS)。這個計畫旨確保即使SBIRS研製失敗，仍能確保美國擁有可靠的飛彈預警與防禦能力，也可能作為廉價的SBIRS-高軌衛星系統的替代品。相對而言，高橢圓衛星的進度要順利得多，SBIRS HEO-1和HEO-2已經於2006年和2008年發射升空，HEO-3和HEO-4也將在未來陸續發射。

SBIRS HEO性能令人滿意，這是SBIRS HEO-2於2009年6月11日拍攝的Delta II 7920H軌跡

美國空軍和洛克希德馬丁公司宣布HEO-1和HEO-2有效載荷的性能甚至超過了預計指標，這對進度拖延經費超支之下困難重重的SBIRS系統來說是個不錯的好訊息。不過SBIRS-GEO軌道的衛星繼續拖延，甚至可能無法在2011年順利發射交付使用。 STSS系統包括24顆小型衛星，重量約1000千克，其數據鏈支持衛星間60g通信和衛星地面間40/20g通信。STSS的靈敏度遠高於現有系統，這對研製工作提出了很高的挑戰，所以整個計畫一直受到經費超支的困擾不足為奇。1999年美國空軍把低軌道衛星部署時間推到到2006年，由於所用技術風險太大，評估試驗進度大大拖延，總投入可能從2000年初估計的106億美元增加到230億美元以致更多。原定計畫的2006年首次發射，也推遲到2008年，最後2009年9月發射頭兩顆衛星。

低軌道的STSS衛星，計畫部署24顆，實現24X7時間全球範圍全程彈道跟蹤探測能力

儘管SBIRS和STSS存在諸多問題，研製過程也不順利，但是作為新一代天基預警系統卻是彈道飛彈防禦體系的基石。以防禦洲際彈道飛彈來說，SBIRS衛星比現有的DSP衛星敏感得多，可以可以透過雲層監視，在飛彈一點火發射即可探測到，同時探測範圍也有質的增強。SBIRS採用的掃描探測器採用一維陣列對地球南北半球進行掃描，探測到強紅外輻射後交由24000單元的凝視焦平面陣列進行二維跟蹤。以APS報告設定的7公里雲層高度為例，由於可以穿透雲層探測，對於固體洲際彈道，探測時間可以提前30秒，對於液體洲際飛彈則提前45秒。STSS衛星儘管採用較為廉價的小衛星平台，但是紅外感測器的性能也十分出色。以作為試驗的中段空間實驗(MSX)搭載的設備為例：寬視場短紅外探測器波段在1~3微米之間，口徑在50厘米以上；中長波紅外探測器波段在4~16微米之間，口徑在50厘米以上；可見光探測器波段在0.3~0.7微米之間，口徑超過20厘米。根據瑞利公式，短紅外探測器對於1500公里外的目標仍然具有3米左右的分辨能力，可以有效識別飛彈尾焰。不過同樣根據瑞利公式，中長波紅外探測器在1000公里外對目標分辨能力已經大於10米，無法對2米左右尺寸的彈頭進行成像。不過探測距離要遠得多，對於300K溫度的典型目標，中長波紅外探測器具有高達30000公里的理論探測距離，即使降溫到200K溫度，也有高達7000公里的理論探測距離。

STSS對應於傳統天基紅外預警系統的特色在於對飛行彈道中段的跟蹤，並能分辨彈頭與誘餌。由於無論是彈頭，誘餌還是母艙在STSS的探測器上都是點狀目標，因此STSS衛星是通過光譜等信息來進行識別的。，其主要特徵有以下幾個：由於工藝的不同，誘餌和彈頭的溫度特徵會有較大差異，STSS凝視陣探測器通過多個波段檢測溫度差異進行區分；由於質量的不同，因此彈頭和誘餌熱容量不同，導致其溫度變化率不同，STSS的探測器可以通過多波段探測器連續觀測目標溫度變化，計算變化率以區分真偽目標；彈頭和誘餌表面材料的不同，導致發射率不同，通過分析輻射譜分布特徵可以區分材料不同；此外確定目標溫度後，和目標紅外發射率後，可以確定目標的表面積，由此間接推算目標大小，區分彈頭和碎片。通過這些方法，配合靈敏的探測器，STSS不僅可以探測跟蹤彈道中段的冷目標，還可以區分目標和誘餌，引導攔截器進行攔截。

STSS全程跟蹤探測示意圖，DSP將被更強大的SBIRS GEO衛星代替

當然，天基紅外預警系統不是萬能的，目前還無法取代陸基海基大功率雷達的作用，但是沒有SBIRS和STSS的飛彈防禦系統，由於地面雷達存在盲區，探測距離有限，更無法在第一時間探測到彈道飛彈的發射，其作戰效能將急劇下降，說失去中段攔截能力也不為過。可以說，SBIRS和STSS系統是彈道飛彈系統中當之無愧的力量倍增器。隨著今後SBIRS和STSS的逐步建成，美國彈道飛彈防禦系統的作戰效能將提升到一個前所未有的高度。

2010年1月11日晚8點58分，根據新華社正式發布的新聞，中國11日在境內進行了一次陸基中段反導攔截技術試驗，試驗達到了預期目的。這是中國國家彈道飛彈防禦系統的第一次反導測試。此前在2007年1月11日我國反衛星試驗公開後，根據美國報導，我國在2005年7月7日和2006年2月6日分別進行了兩次攔截測試。根據相關公開信息分析，這四次試驗均屬於國家彈道飛彈防禦系統的測試，經歷多次測試後，我國的陸基中段反導攔截彈已經追上了美國10年前的水平，但這並不意味著我們能有美國10年的飛彈防禦水平，其中的關鍵就在於我國缺乏天基預警能力。

在發展陸基中段反導攔截彈的同時，預警系統作為陸基中段反導能力必不可少的部分也進行了大量的開發工作。目前我國彈道飛彈防禦系統測試，仍然只能使用大型X波段陸基遠程預警雷達，這對測試的時間和地點都有很多限制。更重要的是，和美國擁有優越的地緣政治形勢不同，我國缺少海外基地部署X波段預警雷達；美國擁有北極阿拉斯加這種任何敵方陸基彈道飛彈來襲的畢竟指出，而我國在主要威脅方向無法前出就近部署大型預警雷達。儘管由於我國高性能紅外感測器和高性能衛星平台發展的滯後，迄今沒有實用的天基紅外預警衛星投入使用，但是在反導需求上我國更迫切的需要天基紅外預警系統，以彌補陸基雷達的缺陷，這也是我國航天部門雄心勃勃要研製類似於SBIRS和STSS的天基紅外預警的根本原因。期待著我國的SBIRS和STSS系統早日投入使用，為我國的陸基中段反導系統增加一雙明亮的眼睛。

相比美國，另一個航天超級大國俄羅斯也沒有閒著，前蘇聯從20世紀70年代開始啟動預警衛星系統，基本和美國保持同步，1976年前蘇聯開始發射OKO/眼睛預警衛星，衛星定軌在大橢圓軌道，目前仍有4顆在軌運行。1988年又發射了PROGNOZ/預報預警衛星，運行在地球同步軌道。這兩個系統前蘇聯聯合使用，用於監控美國的陸基飛彈發射基地，對洲際飛彈提供30分鐘預警時間。1999年起，俄羅斯又發射了宇宙2366、宇宙2369、處女地2、琥珀4K2、彩虹1、颶風等預警衛星，逐步完善了對美國全境洲際飛彈發射場的全時空監視。俄羅斯還計畫通過發射更新，組建全球預警衛星網，計畫發射18顆預警衛星。其更龐大的計畫，是利用各種衛星平台的115顆已有和計畫發射的衛星組建ROSTELESAT/多功能衛星通信與遠程地球監視系統，可以軍民兩用。
總的來說，美國現有DSP預警衛星的探測能力和精度有限，掃描和捕獲周期較長，而SBIRS很好的完善和提高這些缺陷，能夠做到及時精確的對探測區域內的飛彈發射做出反映，利用SBIRS系統，目標飛彈全程都在SBIRS-L的監視之下，在同一時刻，總有2顆和2顆以上的衛星能夠同時觀測目標飛彈，不但能對彈道飛彈本身，甚至對彈道都能進行預報，為飛彈攔截目標提供了重要的技術支撐，而且完善的SBIRS系統有效的提供了早期飛彈預警信息，有利於提早捕獲目標、鎖定目標，還能提供超視距制導和組織多批次攔截，是美國NMD、TMD系統不可獲取的重要支撐。
　回過頭來看我國，我國面臨著周邊國家中遠程飛彈和核擴散的風險，無論朝鮮、伊朗這些潛在的核國家，還是印度、巴基斯坦這些邁入核門檻的國家，還有日本這種具備核武裝潛力的國家都在中國附近。而且對於我國來說，作為美國最大的戰略假想敵，美國核大棒的潛在威脅是我國面臨最主要的戰略威懾，而美國是具備強大的陸基、海基、空基三位一體核打擊能力的超級大國。我國有著非常迫切的反導需求，迫切需要建設天基紅外預警系統，短期要達到DSP的作戰效能，遠期要跟蹤建設中國技術特色的“SBIRS”系統，配合陸基、海基雷達探測網，實現陸海空天全時空、無縫連線的反導預警體系，用我們的話說，就是實現防空、反導、空間目標監視一體化。而我們也要觀察和借鑑美國、俄羅斯等國建設天基預警體系的經驗，避免重複投資和資源浪費，做好體系規劃和方案設計。用有限的資源和尖端技術，發展我國的天基紅外預警系統，實現軍事鬥爭中的信息對等，為國防安全和世界和平做出重要貢獻。