弹道导弹防御系统是二十一世纪先进军事力量发展的重要方向,防御系统对来袭导弹的探测能力是决定拦截作战成败的关键环节。本文以弹道导弹防御系统探测能力分析为主要目的,系统地开展了针对目标探测过程的分析、建模与仿真研究,本文的主要研究工作包括:探测能力指标体系的构建。以典型弹道导弹防御系统的构成与作战流程为例,分析了目标探测过程的信息交互,探讨了表征防御系统探测能力的两大要素。在此基础上,提炼并建立了探测能力指标体系。通过对探测能力影响因素的分析与梳理,确定了影响弹道导弹防御系统探测能力的关键因素。面向导弹攻防仿真的实验设计方法应用研究。针对导弹攻防仿真实验中的确定型因素,采用正交设计和均匀设计实现多因素多水平的仿真实验设计,研究给出了两种设计方法的设计步骤与结果分析方法。针对服从特定统计分布的随机型因素,引入数论方法以产生均匀散布的抽样点集。通过简单算例,比较了数论方法与传统的Monte Carlo抽样的性能优劣,结果表明,相比Monte Carlo抽样,数论方法可以在保持精度的前提下显著降低计算成本。防御系统探测过程建模与探测能力评估仿真系统研制。针对防御系统对来袭导弹的预警、捕获、跟踪过程,分别分析了卫星、雷达、总部级C2BMC的工作原理,建立了卫星/雷达目标探测与总部级C2BMC数据处理的功能仿真模型;以仿真管理与支撑环境为底层平台,依据模型隔离的设计模式,完成了探测能力评估仿真系统的总体设计与分系统开发,形成了实验设计、实验运行、结果分析的评估流程。防御系统探测问题仿真实验与结果分析。以弹道导弹防御系统卫星、雷达的观测误差作为影响因素,开展正交仿真实验,采用方差分析处理实验结果,探讨了传感器观测误差对防御系统探测能力的影响;以预警雷达部署位置作为影响因素,考虑正常部署、前置部署、后置部署以及无预警雷达四种情况,分别开展仿真实验,考察了传感器部署位置对防御系统探测能力的影响。本文所作的研究初步建立了以探测能力指标体系为依据,以探测能力评估仿真系统为支撑,以基于实验设计理论的目标探测仿真实验为手段的弹道导弹防御系统探测能力评估机制。研究成果具有一定的理论和应用价值,可为相关领域的其它研究提供参考。