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近地空间人造物体的激增已使空间碎片成为空间可持续性面临的最严峻挑战之一。雷达技术在非功能性物体的探测、跟踪与特征描述中发挥着关键作用，为全球空间态势感知（SSA）和碰撞规避系统提供了骨干支撑。本研究对2005年至2025年间发表的基于雷达的空间碎片探测研究进行
近地空间人造物体的激增已使空间碎片成为空间可持续性面临的最严峻挑战之一。雷达技术在非功能性物体的探测、跟踪与特征描述中发挥着关键作用，为全球空间态势感知（SSA）和碰撞规避系统提供了骨干支撑。本研究对2005年至2025年间发表的基于雷达的空间碎片探测研究进行了全面的文献计量分析。利用从Scopus和Web of Science数据库检索的数据，考察了557篇同行评审期刊文章的精选数据集。分析探讨了出版趋势、机构、国家和期刊，以及共被引和关键词共现网络，以映射该领域的知识结构和主题结构。结果显示，该领域保持了3.76%的持续增长，中国和美国引领全球研究产出。核心驱动主题——如天基雷达（SBR）、合成孔径雷达（SAR）和遥感——定义了该领域的技术基础，而新兴聚类反映了对人工智能（AI）和主动碎片移除（ADR）日益增长的兴趣。研究强调了研究人员之间高度的合作，但能力存在显著的地理集中。通过揭示基于雷达的空间碎片研究的演变、合作模式和概念前沿，本工作为引导未来研究和旨在确保长期轨道可持续性的政策策略提供了定量基础。
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引言
自1957年Sputnik 1发射以来，近地空间环境逐渐充斥着对通信、导航和地球观测至关重要的现役卫星，以及快速增长的非功能性人造物体——空间碎片。轨道碎片被定义为地球轨道上所有人造非功能性物体，包括报废卫星、火箭末级以及爆炸、碰撞产生的碎片。低地球轨道（LEO）中物体密度的增加带来了巨大威胁，Kessler Syndrome（凯斯勒综合征）描述了碰撞级联效应，可能导致关键轨道区域长期无法使用。目前，超过10 cm的已编目物体超过36500个，但1 cm至10 cm的未编目致命碎片约100万个，其动能足以造成灾难性破坏。尽管机构间空间碎片协调委员会（IADC）发布了减缓指南，但单纯减缓不足以稳定LEO环境。为管理此风险，稳健的SSA和空间监视与跟踪（SST）能力至关重要，雷达系统因可全天候工作、灵敏度高而成为LEO区域的主力。现代地基相控阵系统如美国Space Fence可探测厘米级物体，EISCAT 3D和TIRA提供高分辨率数据。然而，商业巨型星座的部署极大增加了LEO中的合事件密度，要求从探测转向全面特征描述。这推动了双基/多基雷达架构和先进信号处理技术（如干涉逆合成孔径雷达（ISAR）、稀疏恢复）的研究，以提取雷达散射截面（RCS）特征。同时，天基SSA架构（以天基雷达（SBR）为核心）被提出以解决地理覆盖缺口。海量数据带来轨道确定（OD）挑战，机器学习（ML）和人工智能（AI）成为自动化信号检测和下一代碰撞规避系统的关键工具。最终，增强的SSA也是主动碎片移除（ADR）任务（如ClearSpace-1）的基础。鉴于该领域的动态复杂性，本文采用文献计量学方法，定量映射“空间碎片雷达”领域的演变、贡献者和主题趋势，以补充现有侧重于技术方面的综述。
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材料与方法
本研究采用结构化文献计量分析方法，包含五个模块：模块I定义研究领域并构建搜索查询，使用布尔检索式限定雷达探测轨道碎片的出版物，检索词应用于Scopus和Web of Science；模块II从两数据库获取文献记录，共2317篇；模块III进行数据清洗与筛选，利用R包Bibliometrix的duplicateMatching()函数自动去重，并依据PRISMA 2020指南手动筛选，最终纳入557篇同行评审英文期刊文章；模块IV使用Bibliometrix 4.2.1和Biblioshiny进行定量分析与可视化；模块V解释结果并得出结论。
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结果
3.1. 数据集描述性分析
数据集涵盖2005–2025年，包含557篇文献，年均增长率3.76%，平均文档年龄6.84年，篇均被引18.76次。作者总数2055，篇均合作者5.13，国际合著率19.61%。年发文量自2015年起显著增长，2025年达65篇峰值；早期文献因累积时间而篇均被引较高，近年发文量激增但被引成熟度仍在发展。
3.2. 科学期刊产出
Remote Sensing的h指数（14）、g指数（23）和m指数（1.273）最高，自2015年收录以来影响突出。Acta Astronautica发文31篇、被引510次，显示长期贡献。Remote Sensing of Environment总被引1473次，篇均影响极高。Advances in Space Research和IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing等也具有持续相关性。
3.3. 机构与国家产出
中国科学院（CAS）是最多产的机构，中国在前十机构中占六席，反映其对空间态势感知的战略优先。NASA居第二，体现美国开创性作用。欧洲机构如CNRS、Helmholtz Association和INAF彰显跨国合作。国家层面，中国以通讯作者发文130篇（25.2%）为主，国内合作主导；美国112篇（21.7%）国际合作比例更高。法国、英国、德国等通过欧洲项目展现较强国际联系。全球分布上，美国（315篇）和中国（269篇）领先，但非洲、南美等地研究活动极少，凸显技术资源集中。
3.4. 不同时期的高被引出版物
为平衡时间视角，选取三个时期（2005–2010、2011–2019、2020–2025）各两篇高被引代表文献。早期聚焦轨道确定和三维ISAR成像；中期结合雷达观测与动力学模型研究自然尘埃和流星体；近期转向ML校正轨道预测及平滑Lv分布改进三维成像，反映技术演进。
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讨论
4.1. 高被引出版物的定性解释
早期研究（2005–2010）发展初步轨道确定方法和三维ISAR成像，实现非合作目标结构表征。2011–2019年研究将雷达观测与动力学模型结合，解释近地小物体群，尽管部分涉及自然流星体，但凸显雷达观测与轨道动力学的方法关联。2020–2025年研究引入ML校正物理轨道预测，以及先进信号处理技术提升自旋碎片三维成像质量，表明数据驱动方法和复杂信号处理的融合。
4.2. 映射知识结构：共现网络
关键词共现网络显示多个聚类：红色聚类以雷达、光学成像、轨道确定为核心，代表探测与编目基础；蓝色聚类聚焦碰撞风险评估、规避和ADR，体现从观测向应用工程挑战转变；绿色和橙色聚类涉及法律政策、建模模拟等新兴或边缘主题。网络表明该领域已演变为融合工程、天文、政策和风险管理的多学科领域。
4.3. 主题演进与战略定位
战略图基于中心度和密度将主题分为四类：电机主题（右上象限）包括SBR、遥感、SAR，技术成熟且高度关联，是领域驱动核心；基本主题（右下象限）如空间碎片、雷达、轨道，基础性强但内部密度低； niche主题（左上象限）如debris flows、分辨率，内部发展好但边缘化；新兴或衰退主题（左下象限）如Mars、evolution，处于探索阶段。该映射揭示了领域技术前沿正从简单探测转向高级表征。
4.4. 揭示概念景观
对应分析提取两个维度：维度1（解释方差76.59%）区分技术集群（雷达成像、卫星、遥感）与环境建模集群（evolution、climate change、model），反映实践与预测的概念对立；维度2（11.53%）区分系统级方法（干涉测量）与对象级检测技术（lidar、光学雷达）。三个核心集群为技术集群、环境建模集群和围绕空间碎片的核心概念集群。
4.5. 国际合作与研究绩效的关系
国际合著占19.61%，但合作强度与产出量无显著相关（Pearson's r = -0.29），表明高产可依赖国内网络。然而，国际合作与平均被引影响呈显著正相关（r = 0.63），说明跨国合作提升研究可见度和影响力。因此，国际协作对增强雷达空间碎片研究的科学影响至关重要，尤其有助于连接不同技术能力的机构。
4.6. 综述的启示与局限性
研究产出近十年加速增长，反映巨型星座和Kessler Syndrome风险加剧。中美主导，但合作模式不同：美欧国际合著率高，中国以国内为主。主题分析显示核心向高级表征转移，AI/ML自2020年起成为热点。未来研究应聚焦双基/多基雷达、ISAR处理、雷达风险指标及AI集成。政策上，需加强数据分享、互操作网络和标准。局限性包括仅纳入期刊文章，排除会议文献，且存在英语偏见。
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结论
本文全面综述了雷达空间碎片探测研究的文献计量特征，表明该领域已从技术细分发展为多学科战略领域。知识结构的巩固围绕先进雷达感测、遥感与SAR。未来需加强工程进展与政策、法规的整合，并扩展数据源和定性研究，以指导全球轨道碎片监测与减缓能力的发展，确保近地空间环境的长期安全与可持续。
