目前，具有飞行速度快、高度低、可机动飞行等特点的临近空间高超声速飞行器已经试飞成功，在未来5～10年将形成武器装备，对防空反导系统提出了严峻的挑战。为了对临近空间高超声速目标进行防御，需要解决的首要问题是对其的预警探测。临近空间高超声速飞行器飞行时与空气摩擦会产生大量的热，非常适合红外远距离探测。由于地基和空基平台的视距受到地球曲率的限制，无法实现低空目标远距离探测。因此，天基红外预警探测系统将是实现对其探测的有效手段。基于以上背景，本文开展了临近空间高超声速目标天基红外预警探测技术研究。　　本文首先通过资料调研，介绍了临近空间高超声速飞行器的目标预警探测技术研究现状，归纳和总结了临近空间高超声速飞行器的运动特性和红外辐射特性，比较了它们与弹道导弹的差异;然后以美国天基红外系统(SBIRS)为参考，通过对SBIRS轨道布局分析和传感器反设计，利用STK软件和红外探测系统灵敏度分析了SBIRS对临近空间高超声速飞行器探测的时空覆盖性和探测可行性，指出了天基红外系统对临近空间高超声速飞行器预警探测面临的问题;最后，利用STK软件仿真分析，初步明确了满足预警探测双星覆盖和探测距离的星座布局、探测传感器孔径、视场等关系，针对重点区域的预警探测，通过卫星组网的STK仿真，平衡卫星轨道、数目和载荷的性能，提出了一种针对重点区域预警探测跟踪的轻小型天基红外预警系统方案，为我国的天基红外预警系统建设提供一些思路。