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空间目标的监视受到各个国家越来越多的关注，其中天基空间目标监视系统，逐渐成为研究的重点方向。本论文提出了一种天基相控阵空间多目标定轨方法。将相控阵雷达安置于天基平台上，利用相控阵技术的优点，对二体问题意义下的空间目标进行检测、跟踪和定轨。相控阵雷达接收空间目标回波信号，首先采用调零保形算法对空间多目标进行空域分离，通过脉冲压缩处理估计目标距离；其次根据目标的距离信息在时域将目标分离，降低目标间参数估计的相互影响；然后，由和差多波束测角原理估计空间目标的方位角和俯仰角；最后，根据目标的距离和角度信息，基于Laplace型迭代算法，采用最小二乘原理实现对空间目标轨道参数的估计。计算机仿真结果验证了方法的有效性。