遥感在军事领域中的应用.ppt

遥感技术及其在军事领域的应用 小组成员 赵墨然宋富冉黄优萍谢玉巧伯秀秀 汇报人 宋富冉 Page 2 1整体内容涵盖 什么是遥感 1 遥感应用领域 2 遥感在军事领域的应用 3 设想 4 Page 3 1 什么是遥感 遥感 从字面上来看 可以简单理解为遥远的感知 泛指一切无接触的远距离的探测 从现代技术层面来看 遥感 是一种应用探测仪器 遥感技术是指不直接接触目标物体 而通过远距离探测或感知其性质状态和变化规律的综合技术 最早使用 遥感 一词的是美国海军局研究局的艾弗林 普鲁伊特 Evelyn L Pruitt 1960 遥感技术通常利用物体能辐射或反射电磁波的特性 通过可见光 红外 紫外 激光 多光谱 高光谱和微波等传感器 照相机 从高空 地面或者是海面上远距离探测 感知来自目标物体的电磁波信息 经光学 电子技术处理成图像数据 以揭示目标物体的发生的状态 从中获取有用信息 广义定义 遥远的感知 泛指一切无接触的远距离探测 包括对电磁场 力场 机械波 声波 地震波 等的探测 自然现象中的遥感 蝙蝠 响尾蛇 人眼人耳 狭义定义 是应用探测仪器 不与探测目标相接触 从远处把目标的电磁波特性记录下来 通过分析 揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术 Page 5 2 遥感发展历程 无记录地面遥感阶段 1608 1838 1608年汉斯 李波尔赛制造了世界第一架望远镜1609年伽利略制作了放大三倍的科学望远镜并首次观测月球1794年气球首次升空侦察为观测远距离目标开辟了先河 但望远镜观测不能把观测到的事物用图像的方式记录下来 有记录地面遥感阶段 1839 1857 1839年达盖尔 Daguarre 发表了他和尼普斯 Niepce 拍摄的照片 第一次成功将拍摄事物记录在胶片上1849年法国人艾米 劳塞达特 AimeLaussedat 制定了摄影测量计划 成为有目的有记录的地面遥感发展阶段的标志 双击添加标题文字 空中摄影遥感阶段 1858 1956 1858年用系留气球拍摄了法国巴黎的鸟瞰像片1903年飞机的发明1909年第一张航空像片一战期间 1914 1918 形成独立的航空摄影测量学的学科体系二战期间 1931 1945 彩色摄影 红外摄影 雷达技术 多光谱摄影 扫描技术以及运载工具和判读成图设备 现代遥感起步 萌芽时期 Page 6 1950年代组建专业飞行队伍 开展航摄和应用1970年4月24日 第一颗人造地球卫星1975年11月26日 返回式卫星 得到卫星像片80年代空前活跃 六五计划遥感列入国家重点科技攻关项目1988年9月7日中国发射第一颗 风云1号 气象卫星1999年10月14日中国成功发射资源卫星1之后进入快速发展期 卫星 载人航天 探月工程等 1957年 前苏联发射了人类第一颗人造地球卫星20世纪60年代 美国发射了TIROS ATS ESSA等气象卫星和载人宇宙飞船1972年 发射了地球资源技术卫星ERTS 1 后改名为LandsatLandsat 1 装有MSS感器 分辨率79米1982年Landsat 4发射 装有TM传感器 分辨率提高到30米1986年法国发射SPOT 1 装有PAN和XS遥感器 分辨率提10米1999年美国发射IKNOS 空间分辨率提高到1米 中国遥感事业发展历程 现代遥感 Page 8 2遥感的应用领域 国防 边防 疆域识别等 农业病虫害监测 农作物种植面积 水体 土壤污染 空气质量等 洪涝 森林火灾 地震等 军事领域 农业领域 测监境环 自然灾害监测 自然灾害 各个应用领域简要贴图 3遥感的在军事领域的主要应用 此处添加内容 此处添加内容 军事侦察 1 此处添加内容 此处添加内容 导弹预警 2 此处添加内容 此处添加内容 海洋监视 3 此处添加内容 此处添加内容 武器制导 4 此处添加内容 此处添加内容 毒剂侦测 5 此处添加内容 此处添加内容 军事测绘 6 此处添加内容 此处添加内容 气象观测 7 1 军事侦察 遥感技术是现代军事侦察的重要手段 航天遥感技术具有侦察范围广 不受地理条件限制 发现目标快等优点 能获取采用其他途径难以得到的军事情报 到2001年底 美国 苏联 俄罗斯共发射了4500多颗人造地球卫星 其中侦察卫星占1 3以上 人造地球卫星可见光照相地面分辨高达0 1 0 3米 红外遥感技术有一定的识别伪装能力 可昼夜工作 多光谱遥感技术能识别某些类型的伪装 微波遥感技术对云雾 植被和地表有一定的穿透能力 可全天候作业 从侦察卫星拍摄的遥感图片能看清飞机和导弹发射架等军事装备和设施 能分辨坦克和战车的类型 能识别直径为0 1 0 3米的物体 2 导弹预警 当导弹发射时 火箭发动机喷焰辐射出很强的红外线 运行在地球静止轨道或大椭圆轨道上的预警卫星 借助高灵敏度红外传感器和高灵敏度红外传感器和高分辨率电视摄像机 90秒钟就能发现目标并自动报警 预警卫星还配备有核爆炸探测装置 在和平时期可用于核查大气层中的核试验 在核战争时期可用于评估核武器攻击效果 3 海洋监视 海洋监视卫星利用遥感技术能有效的探测和跟踪舰艇活动 海洋监视卫星有电子侦察型和雷达型两种 通过星载遥感设备截获舰艇发出或反射的各种电磁波信号 能准确的确定其位置 航向和航速 由于海洋面积比陆地面积大一倍以上 监视的目标又往往是运动的 因此海洋监视卫星的轨道高于监视陆地的侦察卫星 配备合成孔径雷达的卫星 不仅能全天候拍摄地表图像 而且可透过一定深度的海水 拍摄水下图像 4 武器制导 随着遥感系统的系统的小型化 把遥感技术和武器相结合以提高武器智能化水平与命中精度 已成为遥感技术发展的趋势之一 遥感技术既可以用于战术导弹 炮弹和炸弹等武器的制导系统 也可用于战略导弹的制导系统 美国战略巡航导弹采用惯性加地形匹配制导技术 以地形轮廓线为匹配特征 用雷达 或激光 高度表为遥感器 把导弹在飞行过程中测得的实时地形图与弹上贮存的基准图相匹配形成制导指令 导弹命中精度 圆概率偏差 可达到10米量级 5 毒剂侦测 遥感技术用于毒剂侦测所依据的原理是 电磁波和毒剂云团相互作用会产生吸收或散射作用 例如 沙林和梭曼等含磷的神经性毒剂对一定波长的红外线有强烈的吸收作用 而其他物质对此波长则不吸收或很少吸收 美国根据红外线吸收原理研制的XM21型遥感式毒剂报警器 探测距离可达5000米 法国也制成了类似的遥感式毒剂报警器 6 军事测绘 军事上为了减少飞机 潜艇的导航误差和提高远程武器命中精度 必须进行精确的大地测量 以建立全球统一坐标系统和测制目标地区的地形图 利用常规大地测量手段难以适应这种需要 而航天遥感技术则可为全球定位和测制地图提供可靠保证 测地卫星装有光信标灯 激光发射器和雷达测高仪等遥感器 能测定地面点坐标和地球形体等参数 7 气象观测 气象条件对战争有重大影响 利用地面气象站 气球 飞机 探空火箭和气象雷达等进行观测 只能得到局部地区的气象资料 而地球上有将近80 区域的气象情况是无法用常规方法观测的 气象卫星在高度800千米 1500千米的轨道上运行 通过星载的红外分光计和微波辐射计等气象遥感器 能接收和测量地球及其大气层的可见光 红外和微波辐射 并将它们转换成电信号发送到地面 卫星地面站将接收到的遥感信息进行加工处理 即可得到各种气象资料 为各军兵种制订气象保障措施提供科学依据 军方一直就是推动高光谱技术研究的一个重要需求方 从亊高光谱成像应用的Galileo公司从开始就发展美国政府的一系列工程 如通过航空高光谱侦察识别地面战斗目标等 军用卫星高光谱遥感器的发展在加快 一些新的卫星系统正在发展中 海军研究实验室的NEMO卫星将携载海洋海岸高光谱仪 COIS 还有澳大利亚在研的ARIES卫星高光谱传感器 显而易见 高光谱成像技术在军事上具有很高的应用价值 应用面也很广泛 1 情报侦察战场侦察方面有目标识别 地雷探测 搜索营救等 识别伪装方面 它能够根据目标与伪装物或者自然物不同的光谱特性发现真正目标 包括没有先验特征目标的异常探测和识别 高光谱探雷不仅因为地面物体材质不同 还因为高光谱成像仪能探测到地面被扰动的痕迹 战场逃生的飞行员或失踪人员如果撒一些特殊物质粉末于藏匿环境中 将有利于高光谱图像中找到该区域 便于搜寻营救 而且不用发射敌方也能接收的信号 还有战场情报准备的地形分类 基于高光谱图像的地形特征和特殊背景的算法研究是一个重要应用方面 军用高光谱系统准确的地形分类能力能为军事行动提供有力支持 实时系统开发高光谱实时系统应用有很广泛的需求 比如高光谱数据实时压缩系统研究 使之能够嵌人无人机等航空平台 执行军事战术任务 高光谱技术也能在智能导弹跟踪与对抗的实时系统发挥作用 OPTO knowledge公司的空中目标跟踪与对抗实时识别研究 由可见光近红外和中波红外光谱成像仪搜集信号 将传感器数字化的信号传送到计算机取景器 经过高光谱实时处理中特殊的数学变换 完成目标与干扰的识别 2 探测核生化武器髙光谱遥感是防止大规模杀伤性武器的技术选项 以对核查人员无害方式 通过高光谱遥感可以探测工厂的烟雾等排放物 高光谱成像仪不但可探测目标的光谱特性 还可分析其物质成分 3 打击效果评估研究打击效果评估是军事决策的重要依据 高光谱具有很强的侦察能力 将其用于打击效果评估 尤其是对地下建筑的破坏评估是可发展的技术 4 海军作战海军利用高光谱数据可获得近海环境的动态特性 对海水透明度 海深探测 水下危险物 洋流 潮汐 海底类型 海洋生物发光场 海滩特征 油泄 海洋大气能见度 大气水汽量和低能见度卷云等特性进行舰上自动化分析处理和特征提取的研究 这对海军作战有十分重大的意义 Page 25 4设想 当我们将遥感等先进技术结合用于军事领域时 1 可以精确获取全球的各个地方的遥感影像和卫星资料即使伪装也难逃被发现 2 获取数据以后 传输给情报等重要分析部门 根据数据情报分析精确掌控全球局势和动态 以便谋求更大的主动权 3 Page 26 先进的科学技术先进的远程武器 想打谁就打谁 精确的制导与地理位置信息获取等遥感卫星技术 想打哪儿就打哪 超级发达的空间技术 卫星遥感影像获取相关最核心情报 想知道什么就能知道什么 设想未来军事领域技术发展水平 中国人民解放军 Page 27 未来世界战争形式预测 未来战争或将以空间占领 科学技术 信息战争为主导 发达的科学技术 先进的武器装备 远程非接触武器 先进的卫星遥感 光谱信息 无人机遥感侦察等情报获取方式为主导 以卫星 雷达等形成更强大的自动防御系统 拦截防护 保证领域安全 Page 28 其应用会受到大气和天气原因制约 精确度不够高 若是有噪声干扰亦会导致信息量损失 另外一个就是目前覆盖面积不足 实时性跟不上军事行动的节奏等 当然这些也都是要搞本质上的缺陷 为此我们也采取一定的举措 利用其他技术与其形成互补 更完美的为军事化发展提供科学技术保障 遥感技术在军事