与地基电磁频谱监测设备相比，电磁频谱检测与定位卫星星座在监测范围、定位精度均实现了数量级的提升，有效弥补了现有监测体系在广域频谱监测、精确辐射源定位等方面的短板，通过更为高效、精确的感知，为电磁频谱使用规划提供全面支撑，为电磁频谱管理执行提供高效保障，在社会经济、国家安全等诸多方面，具备广阔应用前景。

现代社会高度的信息化发展使得人们的生活中应用到越来越多的电子设备，从大众的日常生活、海洋运输、远洋通信到军事作战需求，各式各样的电子设备的诞生极大的促进了无线电业务的快速增长，同时无线电技术又成了社会信息化发展的先导技术和重要力量。通信、广播、电视、雷达、导航、遥测、遥控、射电天文等各种用频应用遍布国防、公共安全、工业和商业等领域。

电磁频谱从原来的单一自然界干扰、宇宙辐射到现在众多的人为信号，广阔的空间中充满了各种各样的信号。为了避免各种信号之间相互干扰，人们为不同的应用方向划归了不同的应用频段。无线电频谱是一种拥挤、竞争激烈的有限资源。理解和可视化无线电频谱使用情况对于决定未来的频谱分配和使用至关重要。频谱共享使用等概念可根据频谱的实际需求和可用性快速的变化。这些系统需要特殊的工具和数据才能在动态频谱环境中有效运行。用于管理这些动态频谱使用情况的新工具通常利用基于地面的无线电监测传感系统，但是地面监测系统具有非常有限的覆盖范围和很高的运营成本。

自然电磁辐射：静电、雷电、电子噪声、地磁场、大地磁层、大地表面电厂、大地内部电场、宇宙射线、太阳黑子等。自然电磁辐射人为可利用性低，通常伴随着一定的灾害，危害性较大。

民用电磁辐射：主要包含了通信、广播、导航、电视、民航、交通等系统的用频设备，以及辐射电磁波的医疗设备、卫星设备等。

敌方电磁辐射：电子战对抗装备、敌方雷达、电台、军用卫星、探测雷达。通常敌方的电磁辐射用于干扰、影响我方用频设备的叫做干扰信号，是电子对抗中的常用手段，按照作用性质分为欺骗干扰和压制干扰；按照干扰信道的数目可以分为瞄准式干扰和阻塞式干扰。

己方电磁辐射：主要是作战区域内我方的陆军、海军、空军、战支等部队的电子设备工作辐射，涉及情报侦察、预警探测、指挥通信。我军的电子对抗装备覆盖了短波、超短波、微波和卫星频段，针对敌方的通信、导航、预警他测、指挥控制等系统实施瞄准式、阻塞式和跟踪式干扰。

有限性：电磁频谱在一定的空间、时间和频段内是有限。虽然可以通过在频率、时间、空间、码字复用来实现频率的复用，但是就一个频点或者某一个频段在一定的时域和空域上面来说都是有限的。

非消耗性：任何用频设备只是在某一定时间或者空间占用该频率资源，用完之后其他的设备依然可以使用，并不是消耗性的资源。

多维性：电磁频谱具备时间、空间以及频率三个特性，在通信或者调制体制中还可以通过加载编码来实现区分，实现四维覆盖。多维度的组合使得频率的可用性大大加强。

易受污染性：电磁波存在自由空间中，用频设备在发出电磁波之后在空间中自由的传输。即便是高定向性的天线也不可能实现点对点的交互。用频设备辐射的电磁波具有一定的辐射方向图，充满着空间，从其他方向来的电磁波都能够对所用的信号产生干扰。还有自然界的雷电、宇宙辐射、太阳黑子等。

共享性：共享性强调的是频谱资源并不是某一个国家或者个人拥有的，从理论上来说应该是全人类的资源。但是由于其在不同国家、行政区域、国家边界的限制，所以需要对其进行一定的规范、管理。

其中无线电监测和无线电管制是整个电磁频谱管理环节中空间、时间跨度最大的，也是实现难度最高的。如何在广域空间范围内监测更多的电磁频谱是实现电磁频谱管理的技术保障和重要组成部门。在军事上面意味着能够长时间、远距离针对性的对不同区域实施实时监测以及干扰等措施。其中天基的电磁频谱监测将会未来大范围、高密度监测的重要发展方向。

电磁频谱，指的是电磁波按照频率或波长分段排列所形成的结构谱系。电磁频谱是现代社会不可或缺的重要战略资源，随着电子信息技术的不断进步、广泛应用，电磁频谱资源的稀缺性日益凸显。目前世界各国均设立了电磁频谱监管机构，以便更为合理、有效地对其进行规划、监测、管理。电磁频谱管理直接关系到社会经济、国家安全等诸多方面，特别是在航空、水运、高铁等交通运输专用频率秩序维护以及要地防护、活动保障、反恐维稳等任务电磁频谱安全保障领域，发挥着非常重要的作用，具有重大意义。

美国鹰眼360公司测绘的射频信号数据地图

大范围、高密度电磁频谱应用需求与严格受限电磁频谱资源之间的矛盾，使得电磁频谱应用空间越来越广泛、应用方式越来越复杂多样。针对日趋广阔的监测区域需求以及日益复杂的电磁环境适应性需求，以地基设备为核心的现有电磁频谱监测体系，受限于观测视距以及信号多径等诸多因素影响，在广域频谱监测、精确辐射源定位等方面的短板显著，已难以满足实际应用需求。特别是对干扰源、非法用频终端等辐射源的快速查找，目前已经成为困扰电磁频谱监管的重要难题，现有以地基设备为核心的电磁频谱监测设备，通常仅能在10～100km量级的监测区域内、提供5～10km的辐射源定位精度，在这种情况下，想在高楼密布的城市中快速找到干扰源、非法用频终端等辐射源几乎无法实现，导致实际工作中需要付出大量的人力和时间详细排查，效率低下。

近年来，迅速发展的微纳卫星技术为电磁频率监测应用提供了新的解决方案。微纳卫星具备高集成度、低费效比、短研制周期等特点，通过一箭多星或搭载的发射方式，构建低轨微纳电磁频谱监测星座，利用卫星平台的高度优势，多星协同工作、星地联合处理，可实现大范围、全天候、宽频段、长时间的电磁频谱连续监测以及干扰源、非法用频终端的快速精确定位，显著提升电磁频谱态势感知效能，弥补现有监测体系能力不足。

电磁频谱应用空间广泛化、应用方式多样化使得电磁频谱的监管难度进一步加强。尤其是在现代军事作战中，各种各样的电子对抗设备更是将战场的电磁环境复杂化。例如，美军生产和装备部队使用的电子干扰设备多达290多种型号，干扰频率从0.5-20GHz，功率达到上百千瓦，脉冲峰值功率可达兆瓦量级。

在民用方面需要针对非法用频设备进行实时监测，以保证电磁频谱空间的安全；在军用方面，非战时要实时保证对敌方电磁信号的侦收、监听，以做好战略准备；战时需要精准定位、实时监测，为我方提供快速有效的信息分析，以避免干扰、实时精准打击。

面向这种日趋广阔的监测区域需求以及日益复杂的电磁环境适应性需求，以地基设备为核心的现有电磁频谱监测体系，受限于观测视距以及信号多径等诸多因素影响，在广域频谱监测、精确辐射源定位等方面的短板显著，已难以满足实际应用需求。特别是对干扰源、非法用频终端等辐射源的快速查找，目前已经成为困扰电磁频谱监管的重要难题，现有以地基设备为核心的电磁频谱监测设备，通常仅能在10～100km量级的监测区域内、提供5～10km的辐射源定位精度，在这种情况下，想在高楼密布的城市中快速找到干扰源、非法用频终端等辐射源几乎无法实现，导致实际工作中需要付出大量的人力和时间详细排查，效率低下。

天基电磁频谱监测——卫星，为长时间、广泛为的电磁频谱监测提供了有效的解决方案。微纳卫星的技术发展更是为天基电磁频谱监测提供了新的技术解决方案。

立方体卫星是典型的微纳卫星之一。立方体卫星首次与1999年美国斯坦福大学和加州理工州立大学的工程师完成研发，这类卫星的适应性很强，其基本构建是边长仅为10cm的立方体，重量最多为1公斤。一个单元可以结合在一起，常见的组合为3、6、12、16U等组合体。高集成度、低费效比、短研制周期等的特点使得其能够通过一箭多星或搭载的发射方式，构建低轨微纳电磁频谱监测星座，利用卫星平台的高度优势，多星协同工作、星地联合处理，可实现大范围、全天候、宽频段、长时间的电磁频谱连续监测以及干扰源、非法用频终端的快速精确定位，显著提升电磁频谱态势感知效能，弥补现有监测体系能力不足。

2022年3月4日，Hawkeye 360发布新闻，有证据表明过去四个月乌克兰及其周边地区的GPS干扰持续增加。在俄乌冲突开始前不久，Hawkeye 360在切尔诺贝利以北检测到GPS干扰，表明电子战战术已融入俄罗斯军事行动，以进一步降低乌克兰的自卫能力。Hawkeye360的卫星星座2021年秋天开始收集GPS干扰信号，并迅速将其识别为有用的监测信号，Hawkeye 360继续在整个东欧收集该信号和其他数据。Hawkeye 360使用一组卫星来监控无线电频率信号并确定其位置。这是一场现代战争，俄罗斯利用了最新的电子战技术，表明俄罗斯军队正在开展降低GPS天线等天基资产有效性的行动。

1 美国：鹰眼360公司（HawkEye360）

鹰眼360公司是世界上第一家商业信号情报SIGINT卫星运营商，成立于2015年，总部位于弗吉尼亚州赫恩登。该公司通过卫星星座收集射频（RF）信号位置数据，并销售给政府和商业客户。HawkEye 360每天可以监测数亿平方公里，能够通知客户发生GPS干扰的时间和地点，以便能够快速响应以减轻影响。该公司目前已经发射了9颗射频监测卫星，计划到2025年建成有30颗卫星的星座，每20分钟对就能对地球表面任意一点进行回访。自 2015 年成立以来，HawkEye 360 已建立了庞大的合作伙伴网络。其卫星集群的独特之处，在于组成了每三个为一组的编队。这种编队方式很适合对射频信号开展地理定位，且该公司正在筹划另外 7 个卫星集群，如果一切顺利，其有望于 2023 年中发射升空。

HawkEye360 正在扩大其基于卫星的射频 (RF) 数据收集和分析业务，并于2021年6月30 日搭乘 SpaceX 猎鹰 9 号火箭、并借助 Spaceflight 的 Sherpa-FX 轨道转移飞行器，将一组三枚卫星（Cluster 3 星座）送入了既定轨道，每颗低地球轨道 (LEO) 卫星重约 25 公斤。HawkEye360 的 Cluster 2 和 Cluster 3 卫星星座的任务是识别和精确定位来自各种地面发射器的大量射频信号。Cluster 3 将显着扩大当前星座的全球重新访问和收集能力。未来，会将卫星集群规模扩大一倍（至 20 个集群），以在大约 12 分钟的时间里访问地球上任何地方。射频识别和定位数据可以编译成大数据集，为当前和未来以射频为中心的人工智能算法开发提供信息。该公司的卫星星座主要专注于检测、识别和定位 144 MHz 至 15 GHz 之间的射频信号，该射频频段涵盖了大多数国防和情报项目和平台正在跟踪的射频信号和发射器。

2 卢森堡：Kleos太空公司（Kleos Space)

该公司成立于2017年，在澳大利亚上市。该公司利用其纳卫星群探测和定位无线电频率传输，发现陆地和海洋关键区域的隐藏或非法活动。2020年11月该公司发射了“Kleos侦察任务”（KSM1）第一批四颗卫星，覆盖霍尔木兹海峡和中国南海等重要海域。

该公司的第二批四颗卫星，即“极地警戒任务”（KSF1），于2021年6月发射到525公里的太阳同步轨道上。在2021年7月，Kleos宣布将利用这些新的能力来帮助日本自卫队和海警保护领海和国际水域的非法活动。该公司计划在2022年底发射第三批卫星，即“极地巡逻任务2”（KSF2），将使Kleos在地球两极的覆盖范围加倍。

从该公司的客户群和覆盖范围来看，其星座主要是对付中国，俄罗斯和伊朗等国的。

3 西班牙：艾伦太空公司（Alen Space）

该公司由西班牙大学和研究机构在2017年成立，发射了数颗纳卫星，包括Humsat-D卫星等，公司规模较小，目前还在发展中。

4 美国太空部队的新项目：利用大量商业低轨卫星接收GPS信号绘制地面射频干扰地图

据美国《太空新闻》2022年1月6日的报道，美国太空部队授予SlingshotAerospace公司一份价值200万美元的合同，开发一个分析工具，利用大量近地轨道商业卫星接收的GPS信号遥测数据来识别地面潜在的电子干扰源。能够干扰全球定位系统（GPS）和其他卫星信号的电子设备的扩散是美军“导航战”面对的一个主要问题。美军面临的挑战之一是确定干扰的精确位置和来源。

其想法是利用现有航天器的全球导航卫星系统（GNSS）传感器已经生成的数据，更好地了解电磁操作环境。该技术是利用大量民用低轨卫星传回地球的遥测信号，通过云处理来绘制地面上GPS干扰信号的地图。它的优点很明显：能够借用大量商用低轨卫星实时覆盖全球的优势，实时监督全球GPS干扰信号的活跃情况，为美军实施“导航战”提供情报，并且成本低廉，主要是软件工作。但是它的缺点也很明显：就是由于现有商业卫星天线尺寸的限制，灵敏度和频段覆盖不如专用的SIGINT卫星，基本上只能处理GPS的干扰源。

随着国外数家商业公司的SIGINT卫星的发射部署，将对美国和其他西方国家军事射频信号情报侦察起到很大的帮助作用，也对国家安全造成一定威胁。

一、HawkEye 360

成立于2015年9月的美国鹰眼360（HawkEye 360）公司是一家无线电数据分析公司，通过运营低轨卫星星座在全球范围内采集特定的无线电上行发射信号，实现高精度无线电测绘和上行射频信号定位。美国的Hawkeye 360便是一家专注于无线电数据分析的公司，成立于2015年9月。通过运营低轨卫星星座在全球范围内采集特定的无线电上行发射信号，实现高精度无线电测绘和上行射频信号定位。其目的是利用从卫星轨道上监测和定位无线电信号建立地球的无线电地理数据层，为用户提供特定领域的数据分析报告。例如，定位可疑船只的位置，跟踪船只航线，了解并评估目标船只的行为；帮助无线电用户排除通信系统中的干扰信号；通过识别和定位遇险信号，协助应急搜救工作；深入了解无线电频谱在全球的实际使用情况。

其目的是利用从0天基监测体系示意图

二、 星座系统

HawkEye 360计划在低轨道上部署小型卫星星座系统来监测和定位射频信号，利用采集的信号提供数据分析产品和服务，为特定应用提供频谱感知基础服务。图1为HawkEye 360天基监测系统的结构示意图。

图1. HawkEye 360天基监测系统结构示意图（来源：HawkEye 360）

为了实现对地面的上行发射信号定位，HawkEye 360系统采用了卫星编队的方法。由三颗卫星组成一组编队，卫星在轨道上飞行的过程中，卫星之间的间距保持在125-250km。当三颗卫星中的任意两颗卫星在目标发射源的可视范围内时，可通过时频差测量（TDOA/FDOA）的方法对该信号进行定位。

HawkEye360未来计划将继续扩展星座的大小，以便将信号的重访率提高到半小时，从而实现近乎实时的全球覆盖。

卫星方面，鹰眼360自研射频有效载荷，加拿大多伦多大学航空航天研究所空间飞行实验室（UTIAS-SFL）负责制造卫星平台，原Deep Space Industries（DSI，现已被Bradford Space收购）负责推进系统——Comet™水基电热推进系统。

星座方面，鹰眼360星座计划由18颗卫星组成，分为6个编队，每个编队包括3颗卫星。每个卫星编队可在轨道上实现独立的上行信号定位。每颗卫星都配备了软件定义无线电（SDR）系统。其主要功能是频谱测绘、信号源定位和应急通信。鹰眼360卫星三星编队飞行概念图：

信号定位方面，鹰眼360卫星按3颗一组密集编队飞行，以确定射频信号源位置。鹰眼360使用专有算法来处理卫星生成的射频（RF）数据，当3颗卫星中的任意2颗卫星在目标发射源的可视范围内时，可通过时频差测量（TDOA/FDOA）方法进行定位，而对于微弱信号则采用盲相干累计（BCI）进行辅助定位。其星座全部18颗卫星在轨后，将能以平均不到1小时的频率重访各地。天基监测卫星系统的具体情况如下：

2018年，由首批三颗卫星（Hawk A/B/C）组成的星座“探路者”（Pathfinder）任务成功发射并按计划编队飞行。2019年2月完成首批卫星调试，4月启动商业服务。

鹰眼360首批卫星信号测试图

鹰眼360为后续发射的新卫星研制了新型射频有效载荷，可使新卫星在更大的频率范围内对更多的信号进行地理定位，并提高精度，减少数据延迟，以便更及时地向客户交付数据。

三、关键技术

Hawkeye360关键技术包括信号定位方面、射频信号方面，数据分析方面，数据融合方面，云服务能力等关键技术。

信号定位方面，Hawkeye360卫星按照集群方式工作，每个集群包含了3科卫星，以确定射频信号源位置。通过专有算法来处理卫星生成的射频数据，当3颗卫星中的任意2颗卫星在目标发射源的可视范围内时，可通过时频差测量（TDOA/FDOA）方法进行定位，而对于微弱信号则采用盲相干累计（BCI）进行辅助定位。其星座全部18颗卫星在轨后，将能以平均不到1小时的频率重访各地。

信号定位算法，HawkEye 360对信号定位主要采用时频差（TDOA/FDOA）定位技术，对于微弱信号采用盲相干累计的辅助定位方法。

（1）TDOA/FDOA定位原理

为了实现TDOA/FDOA定位，必须采用卫星编队飞行集群。对于一组编队中的三颗卫星，每颗卫星到地面发射源的距离不同，并且每颗卫星到发射源径向的速度分量不同。比较不同的卫星和发射源之间的到达时间（TOA）和到达频率（FOA）值，可以得到三组TDOA/FDOA，从而计算出发射源的位置。图6为TDOA/FDOA定位示意图。卫星上的GPS接收器提供卫星位置和速度的精确值，并提供不同卫星的精确时钟同步。

为了完全在轨道上实现定位计算，必须在卫星之间交换测量数据，以便所有卫星的信号时频差测量值都集中到进行定位计算的一颗卫星上。因此，卫星编队必须采用星间链路，HawkEye 360采用的星间链路频率为2.41GHz。

图6. TDOA/FDOA定位

（2）盲相干累计（BCI）原理

盲目相干累计是通过计算发射源的能量密度分布来确定干扰源的位置。通过时间积累能够产生显著的处理增益，对于信噪比太低而无法使用传统TDOA和FDOA技术处理的信号特别有效。

BCI利用从多个候选位置发射的信号能量测量来生成地理区域的能量分布，将潜在区域中的能量密度最高的候选位置作为目标信号发射源的实际位置。图7为盲相干累计定位示意图。

图7. 盲相干累计定位

信号定位条件，需要定位的目标信号是多种多样的，具有不同的频率、带宽、发射功率、调制方式等。但是，并非所有发射信号都可采用天基系统进行定位。信号的链路预算将决定其定位的可行性。具体来说，对于特定的信号，要求卫星接收的信号载噪比必须超过一定的阈值。而载噪比将取决于信号发射的EIRP值和信号频率，并且还依赖于卫星上所使用的有效载荷天线特性。 此外，载噪比也会影响定位精度。

射频信号方面，Hawkeye360当前关注的信号包括甚高频一键通无线电、海事雷达系统、AIS信标、VSAT终端、蜂窝塔、紧急信标等等，并可持续扩展。鹰眼360还针对特定频率范围进行频谱调查，从而创建整个区域能量密度的热图。

数据分析方面，上述产生的一阶分析提供了有关光谱环境和发射器位置信息。鹰眼360将每个感兴趣的信号与一个误差椭圆一起映射，以95%的概率表示计算出的目标位置。通过关联来自同一发射器的多个读数，可以提高精度，并在距离实际位置500米的范围内获得结果。其使用机器学习和人工智能生成更高阶的分析，从而揭示诸如船只等物体的行为模式。

数据融合方面，Hawkeye360的数据层丰富了卫星图像分析，既可以指导查看位置，又可以帮助评估正在监视的内容。Hawkeye360与卫星图像、合成孔径雷达（SAR）、地理空间数据和第三方数据库提供商建立了合作伙伴关系，包括雷声公司、空客公司、Esri、Windward和BlackSky等，以合作开发多源数据融合产品。Esri ArcGIS Enterprise软件测绘的鹰眼360射频数据：

（注：蓝点显示基于自动识别系统（AIS）数据的报告位置，橙点显示基于射频信号的位置，红色圆圈表示确定性为95％的区域。）

云服务能力，鹰眼360在安全的云环境中运行，以支持大量的处理要求并管理大数据生产。其提供了一个应用程序编程接口（API），简化射频信号分析的订购和直接向客户系统的交付。

该公司表示，该设施使其能够对其设计和卫星制造承担“端到端责任”。鹰眼360公司首席执行官约翰•塞拉菲尼说，这使我们有更大的灵活性来调整和创新我们的商业射频GEOINT技术。我们的客户将通过我们的发现而受益，因为我们将更复杂的射频传感卫星放入轨道，并建立从这些重要数据中提取价值的算法。我们很自豪能够通过这些高薪的、专注于任务的工作来投资当地经济，并对全球产生影响。

鹰眼360表示，它预计在2022年底前发射由三颗卫星一组的六个卫星群（cluster），这将使其星座的总卫星数量达到18颗，支持国防、人道主义、环境和商业应用。

四、产品与服务

鹰眼360目前提供产品和解决方案等2种类型服务。其中，产品包括RFGeo、RFMosaic和SEAker，均可服务于地面、海洋和空中等区域及其中目标。解决方案与上述产品有所交叉，主要包括安全与国防、海事、电信和应急响应等。图表 2：鹰眼360产品概述

HawkEye 360（鹰眼360）是一家无线电数据分析公司，成立于2015年9月，位于美国弗吉尼亚州。HawkEye 360公司正在建设和运营全球第一个基于无线电信号测绘技术的商业低轨道星座系统，通过在全球范围内采集特定的无线电上行发射信号，实现高精度无线电测绘和上行射频信号定位。该公司已于2018年12月份发射了首批三颗卫星组成的星座编队，每隔四到六个小时测量一次无线电的使用情况。目前正在进行监测和定位性能测试，并将在2019年发射另外的三颗卫星。

HawkEye 360的目的是利用从卫星轨道上监测和定位无线电信号建立地球的无线电地理数据层，为用户提供特定领域的数据分析报告。例如，定位可疑船只的位置，跟踪船只航线，了解并评估目标船只的行为；帮助无线电用户排除通信系统中的干扰信号；通过识别和定位遇险信号，协助应急搜救工作；深入了解无线电频谱在全球的实际使用情况。

HawkEye 360 公司于2019年2月底调试了首批发射的卫星星座（名称为探路者Pathfinder），并开始对地面的上行发射信号进行地理定位测试。早期测试结果证明了该系统对船舶上的AIS信号和海事雷达信号的成功定位。

Hawkeye 360公司的主要产品如下图所示：

RFGeo使用由天基 RF 传感卫星的 HawkEye Constellation 生成的独特数据来识别和定位 RF 信号，提供新的全球地理空间数据层。RFGeo 是该公司的第一个商用产品。

尽管射频信号无处不在，但以前从未有过一种商用产品可以独立定位、处理和跟踪范围广泛的信号。RFGeo 最初支持海上 VHF 无线电信道、海上紧急遇险信标和船舶自动识别系统 (AIS) 信号的识别和地理定位。

RFGeo 使用 RF 频谱为客户提供了地球上活动的新视角。RFGeo 是 Hawkeye 360 核心产品线的一部分，用于提供全球频谱感知。该产品通过提供已识别发射器的坐标和观察到的特性，简化了解析 RF 信号的复杂性。RFGeo 以标准化格式提供 RF 分析，以加载到常见的商业 GIS 软件工具中以进行进一步分析。

公司的服务方向包括了国防、海运、通信以及应急响应四个方向。

图片来源：Hawkeye 360官网

从公司的软件产品来看，公司形成了从最开始的频谱监测平台（软件+硬件）、数据处理分析到数据动态显示报告都形成了完整的技术覆盖。软件平台的能力建设十分完全。关键数据来源是哪里？公司自研的CLUSTER系列卫星。

五、HawkEye 360 Cluster系列卫星载荷

2021年6月，通过SpaceX的猎鹰9号火箭发射了另外三颗卫星，使鹰眼360的集群总数达到九颗。公司高管对此表示，相信这项投资将加强该公司在国家安全空间领域的强大能力。这也将创造创新的途径，为其客户提供大胆的解决方案，因为他们致力于保护美国和盟国的利益。作为战略合作伙伴，Leidos将利用其在开发先进分析技术方面的经验，支持HawkEye 360的射频地理空间情报数据的处理。2022年7月27日报导。天基射频数据专家鹰眼360公司开设了一个先进技术和开发中心，该中心将集中该公司内部的所有数据工程和卫星制造。

这个工厂位于弗吉尼亚州赫恩登，占地19，000平方英尺。将开展数据处理、软件开发以及用于收集地理空间情报的商业RF传感卫星的制造。这个工厂可容纳多达70名员工，主持星座操作、数据处理、软件开发、有效载荷开发和卫星组装。它包括一个定制的洁净室（如图）和电子实验室，用于先进的射频技术和制造其小型卫星。

定制的洁净室

图片来源：Hawkeye 360官网

这里有一个视频介绍公司的CLUSTER系列卫星。目前公司最新的CLUSTER 3卫星已经在6月30日成功发射入轨（戳视频了解，时间太长就直接放一个连接了.

图片来源：Hawkeye 360官网

图片来源：Hawkeye 360官网

CLUSTER系列卫星是鹰眼360自研射频有效载荷，加拿大多伦多大学航空航天研究所空间飞行实验室（UTIAS-SFL）负责制造卫星平台，原Deep Space Industries（DSI，现已被Bradford Space收购）负责推进系统——新型水燃料电热推进系统。

2019 年 12 月 19 日：美国 FCC（联邦通信委员会）授予 HawkEye 360 发射和运营 15 颗额外卫星以从低地球轨道进行射频测绘所需的批准。该许可证于 12 月 10 日颁发，允许 HawkEye 360 在 15 年内发射多达 80 颗卫星，以维持一个由 15 个运行航天器组成的星座。

2020年7月16日：宣布已成功完成其第二个三个集群的环境测试。Cluster 2计划于 2020 年底发射。Cluster 2 将加入公司于 2018 年 12 月发射的第一批卫星群，使星座规模扩大一倍。这是一系列下一代卫星中的第一个集群，它将提高重访率，并为美国和国际客户带来越来越强大的射频数据洞察力，为他们的决策过程提供信息。

HawkEye 360 另外五组卫星群，计划于2021年和2022年初发射。这个不断增长的星座可以识别和精确定位来自VHF 海洋无线电、UHF一键通无线电等发射器的广泛射频信号、海事雷达系统、AIS 信标、L波段卫星设备、紧急信标等。

Cluster 2改进了很多方面的性能。加装了一个新的SDR平台，可以调谐到更宽的频率范围，收集更高分辨率的信号；更新了其星载计算机，输出速度更快，获得更精确的定位能力；该卫星能够收集单个区域内的多个信号，实时分析和提供数据洞察力。

2020年12月17日：第二组卫星运送到佛罗里达州卡纳维拉尔角的发射场。这些卫星计划在 2021年1月之后，通过 SpaceX Falcon 9 发射，作为SpaceflightInc. SXRS-3任务的一部分。Cluster 2 是Hawkeye 360部署以完成其基线星座的一系列下一代卫星中的第一颗。

意味着三颗Cluster 2卫星更强大，能够在更长的时间内同时收集多种类型的信号。这些主力卫星将使 Hawkeye 360能够在广泛的频率范围内为美国政府、国际政府和商业客户提供越来越强大的天基射频数据洞察力;

不断扩大的星座可识别和精确定位来自VHF海洋无线电、UHF一键通无线电、海事和陆基雷达系统、L波段卫星设备和紧急信标等发射器的广泛射频信号;

2021年5月11日，Cluster 3 任务预计于2021年6月在SpaceX Transporter-2任务中发射。Cluster 3的发射进一步扩展了Hawkeye360的下一代卫星星座，该星座可检测和定位无线电频率信号。Cluster 3卫星能够在更广泛的射频频谱范围内收集更大量的数据。

2021年6月30日，Cluster 3从佛罗里达州卡纳维拉尔角的 SLC-40 号太空飞船 Transporter-2 小卫星搭车任务中作为有效载荷发射入轨；Cluster 3作为其第二代先进射频传感卫星的一部分加入了公司的Cluster 2轨道;

早在2022年1月12日，鹰眼360就与美国空军研究实验室（AFRL）的太空飞行器理事会签订了一份为期三年、价值1550万美元的实验目的协议（EPA）合同，开展天基视频数据获取与分析。

根据与国防部达成协议，鹰眼360将提供射频分析研究、开发和实验，以帮助美国政府测试其混合太空ISR（情报，监视和侦察）架构。

HawkEye 360运营着一个卫星群，对来自一系列发射器的射频信号进行探测、定性和地理定位，无论是用于通信、导航还是安全。

该公司称，通过处理这些射频数据，它为环境和国家安全问题提供了“具有高度影响力的可行动见解”。

AFRL技术项目经理夏琳•杰卡（Charlene Jacka）表示：我们很高兴有机会利用真实场景，在更大范围和深度上探索领先的射频数据和分析提供商（如HawkEye 360）如何补充和加强我们的混合卫星ISR架构，并开发新的战术、技术和程序，以实现进一步的效用评估。

图片来源：Hawkeye 360官网

Hawkeye 360最初规划的星座集群由18颗卫星组成，分为6个集群，每个集群3颗卫星。每个卫星集群可在轨道上实现独立的上行信号定位。每颗卫星都配备了软件定义无线电（SDR）系统。其主要功能是频谱测绘、信号源定位和应急通信。

Hwakeye 360的探路者平台本质尺寸为 20 x 20 x 44cm，带有一个额外的约 7 厘米高的“夹层”，发射净重 13.4kg。类似于按照 CubeSat 标准设计，四个发射轨道与分离系统连接，并在从SFL的XPOD分离系统弹射期间引导航天器。其结构主要是轻质镁，飞船的结构概念是基于双托盘的设计。大部分航电设备都集中在卫星的+Y端，使得集成和线束设计变得容易，并提升了有效载荷容量。

卫星集成了高灵敏度的 RF 载荷，EMI（电磁干扰）是设计中的一个重要考虑因素。

这些区域是通过创建边界来设置的，基本上是法拉第笼，这将显着减弱噪音。这是通过以下方式完成的：

使用 RC 滤波连接器，可抑制高于截止频率的信号；

使用导电垫圈确保所有接口的直流和射频密封；

严格的孔径控制，可在保证通风要求的前提下显着衰减射频噪声。这对于卫星外部尤其重要，因为严格的孔径控制被强制执行以防止噪声传输，否则可能被有效载荷接收天线拾取。

六、Hawkeye 360融资&合作

专注于安全及相关行业的风险投资公司NightDragon于4月12日宣布领投C轮融资，多家投资者也参与其中，包括Advance、Razor's Edge Ventures、Shield Capital、DoriltonVentures、Adage Capital和 Esri 国际。

Hawkeye 360将把资金用于另外三个集群，每个集群三颗卫星。该公司迄今已发射了两个这样的集群，预计到 2022 年底将有 9 个在轨道上运行。此外，这笔资金将支持地面基础设施和数据处理能力方面的工作。

NightDragon之前投资了多家网络安全公司，HawkEye 360将为其提供补充服务。

Hawkeye 360上一次在B轮融资中筹集了7000万美元是在2019年8月。该公司表示，迄今为止已筹集了超过 1.55 亿美元的资金。

在该公司宣布完成其第二组卫星的调试后不到两周，该公司于1月24日在 SpaceX Falcon 9 Transporter-1搭车任务中发射了卫星。这些卫星以三颗为一组运行，能够精确定位雷达、无线电和信标等射频发射的位置。这引起了商业和政府客户的兴趣，包括国家地理空间情报局。

Hawkeye360表示，在 2021年10 月发射另一组卫星。未来的集群将每季度启动一次，直到 2023 年。该公司表示，整个星座将允许“不到一个小时”的重访时间来监控感兴趣的区域。

2020年1月20日：Hawkeye360宣布已与全球领导者Aribus公司建立战略合作伙伴关系在航空航天和国防工业。通过合作，Aribus公司和Hawkeye360将提供地理空间情报解决方案。两家公司都可以利用其他合作伙伴的平台和服务来满足客户的任务需求。

2019年12月19日：美国FCC（联邦通信委员会）授予Hawkeye360发射和运营15颗额外卫星以进行LEO（低地球轨道）射频测绘所需的批准。该许可证于12月10日颁发，允许Hawkeye360在15年内发射多达80颗卫星，以维持一个由15个运行航天器组成的星座；

2019年12月11日：Hawkeye360宣布已获得一份来自国家侦察局（NRO）的商业RF监测合同。通过合同，Hawkeye360将实现商业RF功能和产品与NRO的地理空间情报架构的集成；

2019年11月8日：Hawkeye360宣布Advance在成功收购AlliedMinds后成为该公司的最大股东少数股权。此外，Advance已承诺向Hawkeye360先前宣布的B轮融资投资1500万美元，但需获得监管部门的批准，并将取代AlliedMinds进入公司董事会

七、应用场景

7.1 海事船舶监控

自动识别系统（AIS）强制安装在300吨以上的商用船舶，并且也广泛用于较小的船舶。AIS使用两个VHF频率（161.975MHz和162.025MHz），用于广播船只的GPS位置信息。但是，由于各种原因（如非法捕鱼、贩毒、走私、武器贩卖等），操作员可以关闭船舶上的AIS系统，或篡改GPS位置信息，从而断开外界的位置跟踪。

利用天基监测系统定位目标发射的无线电信号，对发射对象的行为进行分析，可用于海事船舶活动的监测。天基监测系统可独立地对船舶上的AIS广播信号进行定位，不依赖其GPS信息，确定其真实位置，以帮助支持合法的捕鱼或运输行为，并识别非法活动的船只。

除了AIS之外，还可以定位其他的无线电信号。天基监测系统能够对许多不同类型的信号和频率的发射源进行定位。例如来自船舶的导航雷达或卫星通信信号，从而动态跟踪船舶的位置。图2为HawkEye 360的卫星系统定位船舶的位置并跟踪非法运行的船只。

图2. 定位跟踪非法运行的船只（来源：HawkEye 360）

7.2 干扰信号定位

快速有效地识别和定位射频干扰对于确保频谱的可持续性和安全性至关重要。确定干扰源的位置和来源的现有方法所付出的代价可能很高，并且通常需要很长时间才能定位精确的位置。HawkEye 360通过开发具有高重访率和低延迟的监测卫星来应对日益增长的通信干扰问题。

图3为HawkEye 360对AIS广播信号（频率约为162MHz）进行TDOA/FDOA测量的定位测试，识别了526艘船只。图4为HawkEye 360对X频段船载海事雷达信号进行定位测试，成功定位了该区域的9艘船只。

图3. 对船舶AIS信号的定位测试（来源：HawkEye 360）

图4. 对船载X频段雷达信号的定位测试（来源：HawkEye 360）

HawkEye 360通过天基系统监测特定地理区域的上行信号，识别通信干扰来源并定位干扰源，最终希望建立一个全自动的无线电信号定位系统，该系统将使用机器学习技术识别干扰源并做出响应。

HawkEye 360的频谱监测方法本质上是将有限的地面无线电监测传感系统移入到卫星轨道。卫星平台用于采集直径在数百公里区域中的射频信号信息。从而可以提供经济、快速的频谱使用数据的服务。图5为频谱测绘示意图。

图5. 频谱测绘示意图（来源：HawkEye 360）

HawkEye 360利用星载软件定义无线电（SDR）系统来实现信号监测，随着技术的变化，卫星可以定期更新。HawkEye 360采集必要的信号信息，以近乎实时地可视化无线电频谱的实际使用情况。这些数据可用于绘制全球频谱地图，向政府监管机构提供准确且具有成本效益的频谱使用数据。频谱测绘最终可以使频谱使用更加动态，实现更广泛、快速地频谱共享政策。

二、Kleos Space

法国射频侦察数据即服务（DaaS）创企Kleos Space SA正在开发一个射频定位卫星星座，旨在在船只关闭自动识别系统（AIS）情况下利用甚高频（VHF）信号定位船只位置，并基于该星座开发地理定位情报数据服务。Kleos Space星座将检测无线电传输并查明其来源和时间，使政府等组织能够检测到毒品和人口走私、非法捕鱼以及海盗行为等活动，并识别需要进行海上搜救的人员。

Kleos Space卫星星座概念图

1.卫星与星座

卫星及星座方面，Kleos Space自研射频定位有效载荷，GomSpace负责制造其卫星平台（6U立方星），Kongsberg Satellite Services（KSAT）提供商业地面站服务。

其首次发射任务称为“Kleos侦察任务”（Kleos Scouting Mission，KSM），共包括4颗卫星。首批4颗卫星约重8~10kg，将搭载在印度PSLV C49火箭上发射，发射时间不早于2020年年初。首批4颗卫星发射后进入倾角37°、高度555km的太阳同步轨道（SSO），以保证在包括霍尔木兹海峡、中国南海以及东非和西非海岸在内的关键航运区域提供最佳重访率。四星在轨将保持松散的四面体编队，以进行射频定位。另外，卫星推进剂采用高纯度丁烷。

除首批前4颗卫星外，另有4颗卫星正改进配置，旨在扩大覆盖范围，增强数据收集并增加潜在的收入和客户，并有望在赤道附近提供更好的覆盖。

Kleos Space Scouting Mission立方星

2.产品与服务

Kleos Space卫星星座最终生成数据，其数据产品通过应用程序编程接口（API）分为3种满足不同平台要求的产品级别，包括Guardian RF、Guardian LOCATE和Guardian UDT。上述产品以服务订阅形式提供，分别提供原始数据、处理后数据和客户自定义数据。不同产品服务提供不同类型数据，其中Guardian RF可以在50kHz至10MHz捕获带宽下监测155~165MHz频段范围，提供50kSps至10MSps采样率、具有时序信息的I/Q采样格式数据。Guardian LOCATE和Guardian UDT提供射频信号地理位置信息，包括经纬度以及事件的日期/时间、持续时间、发送频率等捕获指标，定位精度200m至3km。

Kleos Space服务领域包括国防、商业和监管。Kleos Space数据为ABI“提示和暗示”其他EO和ISR资产提供了高成本效益的输入，并宣称“全球地理位置数据首次可供商业用户使用”。

同时，Kleos正在开发“地理空间情报数据即服务”（GEOINT DaaS），当其与数据融合平台中的地图或其他图像（如ISR）结合部署时，将能提供一种创新的方法来识别客户感兴趣的活动。

3.发展进度

2018年8月31日，Kleos Space宣布与空客防务与航天公司签署了一项不具约束力的谅解备忘录。双方计划利用谅解备忘录将无线电频率监测、发射机地理定位等技术发展到国际市场，并探讨更多合作机会。

2019年8月6日，Kleos Space宣布与美国Spire Global公司合作开发增强海事安全的卫星数据产品，该产品将结合Kleos Space的射频数据和Spire的自动识别系统（AIS）数据，以帮助政府和海上安全组织发现企图逃避检测的船只。

2019年8月30日，Kleos Space宣布其美国分公司Kleos Space Inc.获得美国空军小企业创新研究（SBIR）项目“Innovative Defense-Related Dual-Purpose Technologies/Solutions with a Clear Air Force Stakeholder Need”第一阶段合同。

三、UnseenLabs

成立于2015年的法国创企UnseenLabs正在建设由数十颗卫星组网的一个星座，用于监视海上交通，利用天基传感器跟踪那些有意关掉“自动识别系统”（AIS）应答机等的船只，提供频谱监测与电磁情报服务（SIGINT）。UnseenLabs重点关注政府用户以及保险和油气行业用户，不会涉足电子战领域。

UnseenLabs星座概念图

UnseenLabs独自研制频谱监视有效载荷，GomSpace提供6U立方星平台。在只有一颗低轨卫星的情况下，需要花0.5~2天时间重访某个位置；而一旦在轨卫星数达到20颗，重访周期将缩短到1小时以内。UnseenLabs希望在低地轨道上部署20～50颗卫星，具体数量取决于用户需求。

BRO卫星概念图

UnseenLabs星座首发星BRO-1(Breizh Reconnaissance Orbiter-1)于2018年8月19日由火箭实验室“电子”号火箭发射入轨。初步运行和测试表明，首发星BRO-1能够探测到船只发出的射频信号。后续5～6颗卫星将在2020年发射。

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参考文献：

[1]HawkEye 360 Pathfinder Cluster Mission to identify RFI locationshttps://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/h/hawkeye

[2]Hawkeye 360 官网

[3]Steven Gao, Advanced Antennas for Small Satellites

[4]《频谱监测与管理》

[5].基于微纳卫星的电磁频谱监测系统技术_苏抗等

[6].SRMC观点|HawkEye 360天基无线电监测系统介绍_郝才勇

[7].HawkEye 360 Expands Into UHF and L-Band

[8].NRO awards two commercial integration study contracts

[9].Hawkeye 360 taps UTIAS Space Flight Laboratory to build 12 more satellites

[10].Luxembourg’s Kleos Space Scouting Mission-1 To Launch On ISRO PSLV In December 2019

[11].‘Mission ready’ Kleos Space prepares to deploy nanosatellites from India

[12].UnseenLabs plans to launch half dozen ship-tracking cubesats in 2020