该卫星主要用于监视敌方弹道导弹，对弹道导弹突袭进行预警，以便采取必要的防御和对抗措施。一般由多颗卫星组成预警网，可昼夜对地面进行监视。导弹预警卫星上装有高灵敏度的红外探测器和带望远镜头的电视摄像机，在敌方从地面或水下发射导弹后数十秒内，红外探测器即可探测到导弹上升段飞行期间发动机尾焰的红外辐射，并发出警报。同时高分辨率的电视摄像机跟踪拍摄目标，自动或按照地面遥控指令向防空指挥部发回目标图像，并在地面电视荧光屏上显示出导弹尾焰的图像。预警卫星上一般还装有核辐射探测器，往往兼作核爆炸探测卫星。预警卫星采用高轨道，覆盖范围广，能克服地面防空雷达因电波信号沿直线传播受地球曲率影响而不能尽早发现目标的缺点。根据敌方导弹发射场的远近，可获得15~30分钟预警时间，从而便于己方捕捉战机，及时组织战略防御或实施反攻，它是现代战争中战略防御系统的重要组成部分。
（5）核爆炸探测卫星
20世纪60年代初美国防部为监视和掌握在大气层和外层空间进行核试验的情况，曾研制了名为“监督者”的卫星。该卫星载有红外、紫外、X射线等多种探测器，可以探测世界各国进行核试验的情况，了解其核杀伤破坏能力等重要情报，可对核爆炸时间、地点、威力等参数了如指掌。
三、太空话务员——通信卫星
通信卫星具有通信距离远、容量大、质量高、抗干扰能力强、安全可靠等优点，在军事上有特别重要的意义。从20世纪60年代中期起，美国、俄罗斯、英国和北约组织就在租用商用通信卫星执行军事通信任务的同时，不断组建和完善专用军事通信卫星系统。一颗军用通信卫星的通信容量已从20世纪60年代初的240路电话提高到目前的11万路电话，增大了460多倍。目前一些大国和军事集团利用卫星完成的军事通信约占总军事通信量的80%，卫星通信已经成为它们军事指挥、控制与通信系统中不可或缺的重要环节。其他国家也已经或准备利用本国或租用他国民用与商用卫星进行军事通信。
通信卫星一般采用地球静止轨道，这条轨道位于地球赤道上空35786千米处。卫星在这条轨道上以每秒3075千米的速度自西向东绕地球转，绕地球一周的时间为23小时56分4秒，恰与地球自转一周的时间相等，因此从地面上看卫星像挂在天上不动。然而，这种方式存在明显的先天不足，即由于卫星轨道位置太高，因而其信号衰减大，信号传输时延达400多毫秒，很不利于进行全球个人移动通信。另外，由于发达国家竞相向静止轨道发射卫星，使静止轨道现已星满为患，而且静止轨道卫星不能覆盖两极地区。为此，从20世纪90年代中期起，一种全新概念的中低轨道卫星移动通信开始陆续建造，它们能克服静止轨道卫星的种种弊端，前景广阔。
低轨道卫星系统的卫星一般运行在500~1500千米高轨道上，由于星地问路径短，所以其信号传输损耗至少要比静止轨道小20~30分贝，信号传输时延仅为静止轨道系统的1/3，从而能大大降低地面卫星用户终端的成本，减小体积，轻而易举地实现全球手持机通信。它还可以实现真正的全球覆盖，低轨道资源也十分丰富。
目前，低轨道卫星移动通信系统又分两类：一类称小型低轨道卫星通信系统，它由12~24颗廉价小卫星组成，工作频率在1GHz以下，能提供低成本低数据传输率的双向通信与定位业务。美国于1995年开始发射的“轨道通信”卫星属于这一类，现在发射12颗，并开始部分使用。另一类叫大型低轨道卫星通信系统，它由24颗以上的小卫星组成，工作频率在1GHz以上，能提供话音和中高速率的数传以及全球个人通信业务，已发射的“铱”星和“全球星”就属于这一类。
“铱”星系统是由66颗卫星组成，每颗“铱”星6704克左右，功率1200瓦，信道3480，寿命5至8年。它们分布在高733~785千米的6个轨道平面上，1998年9月开始提供服务，届时该系统将可以向全球任何地区的用户提供无线的手持电话、数据传输和寻呼等服务，通话费用3美元/分钟，卫星手持电话机的价格为2500美元。其特点是具有星间链路（卫星之间直接通信）和星上处理功能，故不需要通过地球站中继，便可灵活、高质量地进行无缝隙的全球个人移动通信。但总成本高达30亿美元，风险也较大。
“全球星”系统由48颗卫星组成，1999年中期开始投入使用。它没有星间链路和星上处理功能，所以该系统对地面设施依赖性较大，只能提供通信质量和容量较低的服务。
未来的军用通信卫星将需要有抗反卫星（ASAT）威胁的自我生存能力。现有两种基本方案可以考虑：（1）在地球静止轨道（或更高轨道）部署多颗卫星；（2）在中低轨道上部署大量小卫星，以致即使部分小卫星被破坏也只是引起通信能力的降低。美国“军事星”计划采用第一种方案，即在地球静止轨道和倾斜轨道上部署若干颗卫星，它们之间通过交叉链路互连，所需的连接能力可在紧迫、干扰或核环境下，很快通过包括卫星间链路和卫星内链路的网络管理来实现。小卫星群具有较强的生存能力，正日益受到军事部门的重视，是军用通信卫星的发展方向。
四、太空指南针——导航卫星
当人们凝视夜空中的点点群星时，经常发现一颗颗与众不同的星星，它跑得很快，十几分钟就从空中飘然而过了。这是什么星星？名字叫做导航卫星。它像日月星辰一样能够引导海上的舰船航行。
1957年，美国霍普金斯大学应用物理实验室的研究人员，在跟踪观测苏联发射的世界上第一颗人造地球卫星时候，提出了一个问题：既然在地球上，可以根据已知观测站的位置测出卫星的位置，那么，反过来利用已知卫星位置，也应该可以测出地面上观测者的位置。几年以后，这一个新的设想就付诸实现了，卫星导航系统的研制获得了成功。在其后短短的十多年间，舰船全球航行，海上石油勘探，大地测量和海洋调查，都采用了卫星导航定位的技术。人类已经进入用人造小星星导航的新时代。
导航卫星就像一个飞行在天上的广播站，边飞行，边广播，发出导航信息。正是这些从宇宙空间向地球发回来的导航信息，引导着舰船在大海中航行，飞机在天空中飞翔。
导航卫星可向地面、海洋、空中和空间的用户发出导航定位信息，用户可由此确定自身的地理位置和运动速度等。
导航卫星的轨道和其他卫星的轨道不同，它经过地球南极和北极的上空，这种轨道叫做极轨道。假如设想卫星的轨道是在一个平面上，又设想地球的赤道也是在一个平面上，那么，卫星轨道的平面和地球赤道的平面之间有一个夹角，这个夹角叫做轨道倾角。极轨道的轨道倾角是90°。地球是在卫星轨道内从西向东自转的，地球上在各处航行的舰船，都要经过卫星轨道的下方，都可以利用导航卫星测舰位。
“导航星”全球定位系统（GPS）是受美国军方控制的军民两用导航定位卫星系统，在军事上的应用十分广泛，已成为现代战争不可或缺的空间支援力量。能为现代步兵精确定位测距，还可为地面部队实施空中炮火支援提供目标数据。尤其在夜间、浓雾的作战环境中，它能保证部队不迷失方向，并进行快速定位。正因为如此，GPS卫星在海湾战争中深受美军的欢迎。在缺少陆标、满目荒凉的沙特阿拉伯，军队的行动十分艰难，为此，美军就将GPS接收机装在装甲车和直升机上。有资料称英、美部队使用了一万多个“斯巴藤”GPS接收机，甚至一些战斗小组也都配备了这种设备。GPS接收机玲珑小巧，其重量不到1.5千克，大小则可装入军服大口袋中供单兵使用，从而保证了美军部队昼夜乃至在沙漠风暴天气都能较顺利地通过沙漠地区，进行有效的作战，给多国部队夜间作战带来了很大方便。
GPS系统使普通常规炸弹的精度大大提高。海湾战争中，多国部队的轰炸机、攻击机装有GPS接收机，在实施投弹轰炸时能够精确测定自己的位置，使轰炸目标的误差在16米之内，这样高的轰炸精度，自然不再需要像越战时期那样实施大面积的地毯式轰炸。同时，轰炸机所载的普通“铁制炸弹”，在GPS的帮助下，其精确程度达到了“灵敏”弹药的精度。
GPS系统精确的定位情报可使部队避敌锋芒，准确无误地击中敌方的薄弱环节，从而达到出奇制胜的目的。这一点对大规模地面战争尤为重要。
GPS系统可避免误伤。通过它，作战人员能随时了解并及时报告自己的准确位置，从而不会遭到友军的袭击。空军要支援地面作战部队，只要地面部队用GPS接收机测定自己的位置，并通知空军，空军部队就可把该位置数据输入到飞机上的卫星导航设备内，飞机升空后，卫星与导航设备可随时向飞行员显示该地面部队在自己的什么方位、什么距离，从而引导飞机精确飞抵地面部队所在地，而且不受白天、黑夜的影响。
GPS能帮助搜索、救援和撤退等行动，一旦士兵受伤需撤离战区，GPS系统就可使救援部队准确而又及时地找到被救人员的位置，这样在救援行动中就节省了油料和宝贵的时间。在海湾战争中也曾有过这样的实例：美军一架F—16战斗机被伊拉克击落后，依靠GPS系统的定位，最终用直升机迅速而顺利地进行了营救。
GPS系统在航天领域也大有用武之地。如果把GPS接收机装在航天飞机或卫星上，可以精确确定自身轨道位置，增加自主性，减少对地面控制系统的依赖。低高度载GPS的空间用户，甚至可达到与地面用户相当的定位精度。
GPS接收机提供的自纠错导航情报，可使现有的地形扫描技术更加完善。美国正用GPS技术改进“战斧”式巡航导弹，使其能同该导弹上的弹载计算机制图跟踪制导系统协调一致。美国还正在研制新一代的无人驾驶汽车，这种车在惯性导航技术的基础上增加了具有纠错能力的GPS系统，从而使该车具有战术作战能力。一旦卫星信号被山或丛林挡住，它就使用惯导系统来导引车辆，而一旦收到所需的4颗GPS卫星信号时，GPS系统就会对惯性定位纠错。
在科学技术如此迅猛发展的今天，甚至已经实现了海上的舰船、天上的飞机，以至地面的坦克和车辆，都可能配备小型轻便、易于携带的卫星导航接收机。卫星导航系统不断利用世界上的各种最新技术成就，成为一种全球、全天候、全自动和高精度的导航系统，使导航技术跨入了一个崭新的发展阶段。
五、精确的太空尺——测地卫星
测地卫星是专门用于大地测量的人造地球卫星。测地卫星用于测定地面上任意点的坐标、地球形体和地球引力场参数，测绘所需地区的地形图，在现代战争中具有重要意义。卫星测地有几何方法和动力学方法。几何方法是通过同步测定几个地面点到卫星的方向和距离，构成空间三角网，计算出地面点坐标。动力学方法则是通过精确测定卫星轨道的摄动，推算出地面点坐标、地球形状和引力场参数等。
目前，发射过专用测地卫星的国家有美国、俄罗斯和法国。1962年10月美国发射的“安娜”1B第一颗专用测地卫星，该卫星上安装有闪光灯、多普勒信标机和雷达应答机。此后相继发射了“西可尔”卫星系列、测地卫星系列、激光地球动力学卫星。俄罗斯也发射了多颗测地卫星，混编在“宇宙”号卫星系列中。法国发射“调音”号、“王冠”号、“佩奥利”号，以及激光测地卫星等。这些测地卫星的成果为大地测量学的发展开辟了新的前景，促成了空间大地测量学这一新的学科分支。其主要贡献是：（1）提供了在全球范围内进行大地联测的全球统一地心坐标系；（2）人造卫星轨道运动反映了地球引力场的各种摄动，通过长期观测可精确测定地球引力场参数；（3）用卫星进行大地联测，基线长达数千千米，因此控制点位的定位精度比常规大地测量网的精度高一个数量级；（4）测地卫星还可用来测量平均海平面高度的变化，研究地壳运动和大陆漂移，并能预测地震和海啸等。美国20世纪70年代初发射的测地卫星对地面点的定位精度优于10m，大地水准面测量精度±1m。
美国“测地卫星”—7，从700km高的轨道，在可见光和红外光波段量测地球表面，它的分辨率大约30m。下图所示测试照片是从三个可见光波段照片所组合出来的自然色彩影像，精彩且精细地呈现美国旧金山市附近的自然景观，以及周围的丘陵地貌。照片里从蓝色至绿色的连色区域，是来自喜页拉山区和周围高山的春季雪融水，正奔流入旧金山湾和太平洋。
气象卫星是对大气层进行气象观测的人造卫星，具有范围大、及时迅速、连续完整的特点，并能把云图等气象信息发给地面用户。
气象卫星实质上是一个高悬在太空的自动化高级气象站，是空间、遥感、计算机、通信和控制等高技术相结合的产物。由于轨道的不同，可分为太阳同步极轨气象卫星和地球同步轨道气象卫星两大类。太阳同步极轨气象卫星是逆地球自转方向与太阳同步，卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的交角，简称极轨气象卫星。极轨气象卫星的飞行高度约为600km~1500km，卫星每天在固定时间内经过同一地区2次，因而每隔12小时就可获得一份全球的气象资料。地球同步轨道气象卫星是与地球保持同步运行，其轨道平面与地球的赤道平面相重合，从地球上看，卫星静止在赤道某个经度的上空，又称作静止轨道气象卫星，简称同步气象卫星。同步气象卫星，运行高度约为35800km，一颗同步卫星的观测范围为100个经度跨距，从南纬500到北纬500，因而5颗这样的卫星就可形成覆盖全球中、低纬度地区的观测网。
在气象预测过程中卫星云图的拍摄非常重要。卫星云图的拍摄有两种形式：一种是借助于地球上物体对太阳光的反向程度而拍摄的可见光云图，只限于白天工作；另一种是借助地球表面物体温度和大气层温度辐射的程度，形成红外云图，可以全天候工作。气象卫星具有短周期重复观测、成像面积大、有利于获得宏观同步信息、减少数据处理容量、资料来源连续实时性强、成本低等特点。