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文档简介
在现代战争中遭受卫星侦查是家常便饭的事情,而反卫星侦查毫无疑问是各国军方面临的一大课题。下面简单谈谈反卫星侦查的技术及手段。
侦察卫星大致可分五类,即照相侦察卫星、电子侦察卫星、导弹预警卫星、海洋监视卫星、核爆炸探测卫星等。
1.照相侦察卫星。照相侦察卫星是采纳光学成像的空间遥感设备进行侦察的航天器。按其担负的任务不同,分为普查型和详查型两种。按情报获取形式不同,分为胶卷回收型和数字传输型两种。普查型卫星装有全景扫描相机,视角大,适用于大面积拍照,其底片通常在卫星上自动冲洗,用光电扫描法将底片信息转换成电信号,用磁带记录下来,当卫星飞经己方地面上空时发回地面站,经处理还原成目标图像,也可直接回收。详查型卫星装有画幅式相机,视角窄,覆盖面积小,地面分辨率高,拍摄的胶卷舱直接送回地球,在地面冲洗判读。必要时,也可将普查、详查卫星合为一体,缩短获取高分辨率照片周期,提升发现目标的速度。照相侦察卫星上的装备依据其任务来定,分别有可见光相机、红外线相机、多谱段和微波照相设备等,有时也可将几种设备装在同一颗卫星上使用。这样,不仅白天能进行侦察,而在夜间、阴雨云雾天气,对隐蔽伪装目标和穿透地表层及覆盖物,也可拍摄所需目标状况。但是从拍摄照片清楚度看,地面分辨率高的是可见光照相。卫星侦察效果的重要指标是地面分辨率。所谓地面分辨率,就是卫星照片上能够显示出的地面最小目标的大小。如分辨率为1米,即表示长、宽各1米的地面物体在照片上可显示出是一个点。它只能显示物体的存在,但无法判明其性质。在一般状况下,只有当目标的长、宽尺寸均相当于地面分辨率的5-7倍时,才有可能被识别。
目前,最先进和照相侦察卫星为美国的KH-12和“长曲棍球〞1号。这两中侦察卫星配合使用,可以真正实现高分辨率、全天候、全天时的实时侦察。
2.电子侦察卫星。电子侦察卫星是用于侦测电子信号的航天器。它是随着电子对抗的发展而出现的一种新型侦察工具。卫星上装有高性能的无线电接收机和磁带记录器。通过接收,分析敌方发射的电磁信号,侦察其电台与雷达的配置位置、工作频率、脉冲宽度和重复周期等技术参数,窃听其通信内容,为实施电子干扰、战略轰炸机和弹道导弹的突防,以及摧毁敌电子设备与指挥控制中心提供依据。电子侦察卫星的轨道一般选在300-1000公里之间,工作寿命为数月至几年不等。有时为了连续监视某一地区,往往采用多颗卫星组网的办法,以弥补侦察“空白〞。但是这种侦察卫星有三个弱点,一是当地面雷达、电台过多,电子信号过密过杂时,难以筛选出有用的信号;二是易受假信号的欺骗干扰;三是只有地面雷达和电台开机工作时,才干收到信号。
3.导弹预警卫星。导弹预警卫星是布暑在外层空间担负“报警〞任务的航天器,是弹道导弹雷达预警系统的组成部分。其主要任务是探测对方洲际和远程导弹使用、卫星发射和核爆炸状况,并对导弹的突袭进行早期预警。目前导弹预警卫星上主要装备红外遥感器和可见光相机。能在导弹发射后90秒钟时间内捕捉到导弹尾焰产生的红外辐射信号,确定其位置并跟踪导弹主动段飞行,为猜测其弹道袭击目标、飞行时间,采用必要的防御和对抗措施,赢得15-25分钟的时间。导弹预警卫星通常在地球同步轨道上运行,也有在12小时周期的大椭圆轨道上运行的。其装备除上述外,有的还装备有“电荷耦合器件〞的探测装置,这种导弹预警卫星不仅能监视洲际弹道导弹,而且还能监视象飞机和巡航导弹一类的目标.随着航天科学的发展,预警卫星不仅能发现这些目标,还能测定它们的攻击路线和性质。
4.海洋监视卫星。海洋监视卫星是预警卫星的一种。主要用来监视水面舰艇和水下潜艇的活动。探测海上发射的弹道导弹有时也可提供舰船之间或舰岸之间的通信。目前投入使用的海洋监视卫星有雷达型和电子型两种。雷达型就是把雷达安装在卫星上,利用雷达向海面发射无线电波并接收反射波,依据海面与舰艇反射波的差异来发现海洋上舰船
目标,测量其航向、航速、类别、规模等,以监视舰艇活动。电子型监视卫星工作原理同电子侦察卫星,是利用电子侦察设备来截获敌方舰艇的通信情报,进而确定其规模和位置。海洋监视卫星是70年代才发展起来的先进的卫星技术,美国和前苏联曾多次发射这种卫星。美国的“海洋1号〞卫星,能利用侧视雷达全天候监视海上小型船只,还能探测出高度不超过10厘米海浪。
5.核爆炸探测卫星。核爆炸探测卫星,它是通过卫星上的各种探测器,探测核爆炸时间、高度、方位、和当量,从而获得别国发展核技术的情报。但这个任务现已由导弹预警卫星承当了。
反卫星侦查的技术与手段
“避〞,就是掌握卫星运行规律,实施机动规避。卫星只能沿预定轨道飞行,通过跟踪观测,可以准确地计算出侦察卫星将经过地面目标的随时。在一般状况下,同时在天上工作的照相侦察卫星不过2~4颗,一颗卫星对同一地面目标天天最多侦察两次,每次十几分钟时间,其余时间就侦察不到了。因此,应尽可能利用卫星侦察的间隙和“空白〞进行军事活动。当侦察卫星飞越过境时,地面行动应尽量隐蔽,但当它飞过地面可视范围之后,则是侦察监视的“空白〞时间,地面部队可以利用这个空隙大胆行动。冷战期间,苏联总部天天都向部队通报一次外国电子侦察卫星的飞行预报,各部队和基地的重要电子装备在卫星通过上空时都要关机。
“变〞,就是针对侦察卫星只能通过遥感手段间接获取目标信息的特点,相应地改变地面部队的活动规律,减弱卫星侦察的效果。应付电子侦察卫星的首选方法是不管在平常还是战时,都要进行严格的电磁辐射控制和管理,平常不使用重要的电磁辐射信号。对抗电子侦察卫星的治本之策,是采纳新体制雷达和通信系统,以及运用频率捷变、脉冲编码、超低旁瓣、旁瓣消隐等雷达反侦察技术和跳频、扩频等通信反侦察技术,它们均可降低电子侦察卫星的效率。
“骗〞,就是研究图像分析过程,进行伪装欺骗。比如说,对照相侦察卫星,可以通过改变目标的形状、大小、色调、阴影、位置、活动等识别特征,或设置假目标,以假乱真;对电子侦察卫星,可以设置假发射阵地,示假隐真等。侦察卫星虽然有一定的“视力〞,但是地面部队只要有优良的伪装隐蔽,侦察卫星也“没辙〞。科索沃战争中,南联盟军队巧妙地把重要的军事基地和设施都伪装起来,通过制造假军事目标等方法,储存了军事实力。
“反〞,就是采用以攻为守的办法,利用各种武器摧毁卫星上的设备或卫星载体。应用强辐射武器是直接摧毁卫星或卫星载体设备的重要手段。强辐射武器是一种新概念武器,包括激光武器,微波武器和粒子束武器。激光武器非常适于摧毁外层空间的卫星和洲际弹道导弹。高功率微波武器是利用电磁能量直接杀伤和摧毁目标的武器。微波武器既可以使卫星上的电子设备失
效,也可以烧毁卫星上的电子设备或卫星本身。粒子束武器是发射带负电的电子或带正电的质子,利用高速带电粒子流的强大动能来摧毁目标。1977年,美国两颗正在执行侦察监视任务的卫星在飞经苏联西伯利亚上空时停止工作达4小时,卫星上的红外传感器多次被暂时致盲,美国认定是苏联采用强激光干扰的结果。1981年,一颗苏联卫星携带的激光武器又使一个美国卫星上的照相、红外设备和电子设备完全失效。1985年,美国首次从F-15飞机上发射反卫星导弹,准确地击毁一颗500公里高度的军用卫星。1997年,美国进行了陆地激光武器攻击卫星的试验,高能激光器发射的激光束击中了美国1996年发射的侦察卫星。
中国专家详谈反卫星侦察技术
记:GoogleEarth于2006年6月9日进行了一次重大的更新,卫星照片数量一下扩展了四倍,也由此引发了围绕卫星侦察和反侦察的讨论。今天就从伪装和干扰两个角度谈谈。卫星侦察分成像侦察和电子侦察。成像侦察卫星主要在几百公里的低轨道,而像美国“大酒瓶〞电子侦察卫星及俄罗斯第五代电子侦察卫星等却都运行在36000公里的地球同步轨道,是什么原因?在此高度它所接收的信号强度仅是低轨道的1/5100。
华戎(以下简称华):轨道越高生存力越强,成像侦察卫星选择低轨道是无奈之举。广泛采纳CCD电耦合器件的光学成像卫星其实就是一超长焦的数码相机,轨道越高拍出来相片越不清楚,另一方面得花大价钱研制更好的镜头。电子侦察卫星则不同,它收集的是电磁信号,由于某些辐射信号有突发性的特点,所以最好能确保24小时不间断监控。高轨道“站得高,看得远〞,具有这一优势。另外像“大酒瓶〞采纳了直径数十米的大口径碟型天线,侦查范围很广,对微弱信号也相当敏感,美国多次用它收集我军的弹道导弹测控信号。
记:但美国“雪貂-D〞电子侦察卫星是在极轨道运行的,什么原因?
华:地球同步轨道位于赤道上空,对诸如俄摩尔曼茨克军港之类的高纬度目标侦察效果很差,所以美国才布暑了这种通过两极的极轨卫星,但需要多星组网才干确保全天时侦察。更早的时候美国还布暑过诸如“折叠椅〞的大椭圆轨道卫星,轨道高度大致在1000~30000公里之间,但现在地球同步轨道是发展趋势,“折叠椅〞也逐步被淘汰。
记:下面谈谈成像侦察卫星,这类卫星在低轨道一般如何分配高度?
华:一般来讲,光学侦察卫星主要是在有最正确日照时拍摄相片,没听说哪国的光学侦察卫星喜爱拍别人夜景的。所以,这类卫星最正确轨道是近地点约300公里、远地点约900公里的太阳同步轨道。因为在这个轨道上,卫星经过的所有地域都是白天。但有时卫星也会变轨,比如美国的“锁眼-12〞理论上可以达到0.1米的分辨率,但有个条件,轨道高度要降至200公里。至于合成孔径雷达成像卫星,这种有源侦察方式对变轨没什么要求,侦查幅宽及分辨率可方便地通过软件控制。但合成孔径雷达要求载体平台飞行高度相对稳定,所以此类成像卫星主要分布于600~800公里的圆轨道。
记:合成孔径雷达成像卫星和光学成像侦察卫星比,除不受天气、昼夜等影响外还有什么优势?
赵峰(以下简称赵):除了可穿云破雾外,它比CCD成像卫星具有更大的观测幅宽,达到700~1000公里范围,因而有较高的时间分辨率,对战区全面观测和侦察全球性军事动态有重要意义。我带来几张APG-76合成孔径雷达的显示屏截图,它可对地面目标以1米(合成孔径雷达方式)~0.3米(聚束照耀方式)的高分辨率实时成像,该雷达无论在目标运动时还是静止时均能实时成像。
华:从理论上讲,光学侦察卫星的分辨力比较强,拍摄的影像可以直接传回地面中心进行目视判读,与一般航摄片无大的区别。合成孔径雷达在技术根源上是很难突破分米量级的,其接收的信号要经过一系列复杂的数字处理才干还原成可供目视判读的相片,而且还都是黑白的。但是它不受天候限制,而且选择合适的波段还可以穿透地表一定深度,令某些地下设施像玻璃缸里的金鱼一样暴露无遗。
记:车辆、坦克、舰艇等常常处于运动状态,暴露征候显然增大,如何伪装?
赵:如采纳迷彩斑点布覆盖,使武器装备与背景融合。斑点布两面着不同类型迷彩色,并镶嵌隔热贴片以提升使用效率。再如水雾遮蔽伪装。水雾对可见光、近红外、中远红外、激光都具有较强的衰减作用,用于重要武器装备应急性伪装。水雾中可加入如硫酸亚铁、硫酸钾等添加剂,提升对红外和雷达波的汲取。此外,新材料也是关键。用纳米陶瓷或耐火型复合材料替换传统的钢或铝结构,能减少装备在移动中的雷达信号。降温迷彩涂料与相同颜色一般涂料相比,可降低装备表面温度10℃以上。现在有一种新型热敏生物伪装材料能在28℃时变红,33℃时变蓝,低温时变黑,在-20℃~-100℃条件下使用时,具有色彩的全光谱变化。另外可将多种植物的长处集中到某一种植物上研制出“植物毯〞,使之能快速生长、耐旱涝、季节适应性强。反卫星导弹技术1.美国的反卫星导弹技术
美俄在几十年前就已经开发出反卫星导弹技术,这里就不再赘述。简单介绍一下美海基反卫星导弹技术。北京时间2008年2月21日上午11点26分,美海军“伊利湖〞号利用NROL-21飞越夏威夷上空10余秒的时间窗口,发射了一枚“标准-3〞Ⅰ导弹,在距地面240多千米(另有称210千米)的高空成功摧毁了这颗时速超过2.72万千米的卫星。从美国防部公布的状况来看,此次摧毁卫星使用的是“宙斯盾〞海基反导系统中的“标准-3〞导弹。美国情报官员相信中国于一月11日成功地进行了一次反卫星武器试验,以装载在弹道导弹上的动量杀伤弹头击毁了500英里高度上的一颗中国旧气象卫星。中央情报局、国土安全局、国防情报局、NASA和其他政府机构为此马上举行联合记者招待会。航空周刊将于1月22日期报道详情。这次试验如得到证实,将显著提升中国的军事实力。更多细节说明,中国风云一号C极地轨道气象卫星是被西昌行航天中心发射的反卫星武器攻击的。据信该卫星是在530英里轨道高度,西昌以西4度的地点飞行。西昌位于四川省,是中国的主要发射中心。无论该实验还需要彻底确认,情报官员相信攻击发生于1月11日,美国东部时间下午5点28分。有消息称情报官员当天知道中国将进行某种实验。〔当时〕位于同步轨道上的美国防空支持计划的导弹预警卫星发现西昌发射了反卫星导弹。美国空军太空司令部监测到了风云一号在实验前后的轨道。如确如情报所称,该实验在其它卫星的运行轨道上将会留下可观的太空垃圾。美国空军雷达关于风云1号的报告多年来
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