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我国周边主要国家和地区的卫星侦查能力

 q1338 2016-11-05

近年来,我周边主要国家和地区积极发展侦察卫星,提高卫星侦察能力。日本已建成第一代军用侦察卫星星座——“情报搜集卫星”(IGS)系统,并寻求发展分辨率更高的下一代军用侦察卫星。印度不断提升民用遥感卫星性能,加快“国家预警与反应系统”的构建步伐。韩国制定长远规划,逐步实施本国的侦察卫星计划。台湾地区也丝毫不放松在侦察卫星方面的努力,采取多种手段提高卫星侦察能力。

日本军民兼顾,力图成为卫星侦察大国

日本极为重视航天技术在军事领域的应用,强调以卫星侦察为主,多种侦察监视手段相结合,组成全方位、全天候的侦察预警体系,提高战场信息感知和获取能力。在侦察卫星发展方面,日本以IGS为核心,军民兼顾,力图成为卫星侦察大国。

实施IGS计划,构建侦察卫星星座

20世纪90年代以来,日本加快了侦察与情报力量的建设步伐。1996年5月,日本防卫厅提出要建设独立的卫星情报系统,加强对邻国军事情报的搜集能力。1998年8月朝鲜试射导弹后,日本借机实施其酝酿多年的侦察卫星发展计划,并将其命名为IGS。1999年4月1日,日本专门设立卫星信息搜集委员会,探讨研制、使用侦察卫星带来的相关问题。2001年4月2日,日本成立侦察卫星办公室,以推进日本的侦察卫星计划。

IGS系统的空间部分由2颗光学成像卫星和2颗合成孔径雷达成像卫星组成。前者主要在白天和气象条件较好的时候拍摄地面目标,后者则不受气象条件限制,可全天候全天时监视地面目标。4颗卫星协同工作,每天可对全球拍摄一次,监测地球任何地区的变化。2007年2月,该系统的第四颗卫星IGS-3B入轨。至此,日本第一代军用侦察卫星星座基本构建完成。

目前,日本正在研发分辨率更高的新一代卫星,计划2009年和2011年分别发射下一代光学成像卫星(分辨率达0.5米)和雷达成像卫星(分辨率优于1米),取代现役侦察卫星。

发展多用途民用卫星,兼作军事用途

尽管日本可以获得国外商业成像卫星的高分辨率图像,但使用别国卫星在观测时间和地点等方面要受到很多制约。因此,日本的策略是发展自己的多用途遥感卫星,既可民用,也能提供军事侦察信息。20世纪90年代以来,日本先后发射了“海洋观测卫星”(MOS)、“日本地球资源卫星”(JERS)、“先进地球观测卫星”(ADEOS)和“先进陆地观测卫星”(ALOS)等4个系列的遥感卫星,目前在轨的有ADEOS和ALOS-P星。

2002年12月入轨的ADEOS-2卫星上搭载有日本、美国和法国研制的5种先进监测装置。星上的多光谱光学遥感器——“全球成像仪”(GLI)可以综合探测陆地,海洋和大气,获得分辨率较高的图像。2006年1月24日发射的ALOS卫星是日本耗时10年研发的目前世界最大级别的地球观测卫星,造价约5亿美元。尽管日本称该卫星用于地图绘制、陆地观测、资源探测及灾害监控等,但其最重要的作用是为日本政府提供急需的卫星情报,是一颗名副其实的“侦察卫星”,能对整个亚太地区进行全天候监视。

印度寓军干民,不断推进侦察卫星建设

印度现有的侦察卫星已基本具备战略预警侦察能力。在侦察卫星发展方面,印度以民用遥感卫星为基础,寓军于民,不断改进卫星性能,为发展军用侦察卫星系统奠定技术基础。

民用遥感卫星性能优越,可直接用于军事侦察

印度目前已拥有全球最大的遥感卫星星座,其“印度遥感卫星”(IRS)系列被认为是世界上最好的民用遥感卫星系列之一。它位于全球多个地点的地面站所提供的遥感数据产品,是当前卫星数据产品市场中最受欢迎的产品之一。

IRS共有4个系列,其中IRS-1是陆地观测卫星系列,IRS-P是专用卫星系列,IRS-2是海洋和气象卫星系列,IRS-3是雷达卫星系列。迄今,印度已发射了12颗IRSqa星,8颗在役(1C、1D、P2、P3、P4、P5、P6、P7)。这些卫星名义上是对印度的陆地、海洋及大气状况进行综合监测,实际上也担负着为印军提供邻国军事活动情报的任务。

IRS-1C和IRS-1D是印度第二代商用成像卫星,具有很强的地面侦察能力。如1998年,为弥补印军卫星侦察能力的空白,印度国防部就曾租用IRS-1C遥感卫星,对周边国家弹道导弹的试验情况进行昼夜不间断的监视。

IRS-P系列小型遥感卫星是一个综合的多功能遥感平台,装有光电扫描仪和X射线望远镜等。1999年5月,印度发射了IRS-P4,该卫星上携带的专用相机和探测器等特殊设备可向地面站发回关于海洋情况的高分辨率图像和数据,使印度具备了用卫星监视海上过往船只的能力。2003年印度发射了“资源星-1”(即IRS-P6),2005年5月发射了“制图星-1”(即IRS-P5),2007年1月发射了“制图星-2”(即lRS-P7),虽然印度宣称这3颗星都是民事卫星,但卫星分辨率已完全达到军用侦察卫星的标准。

利用民用遥感卫星技术。推进军用侦察卫星的发展

1997年,印度制定了名为“国家预警与反应系统”的卫星发射计划,着手建立一个国家级的空间侦察预警体系。该系统除包括现有民用卫星外,还要求发射一系列军用侦察卫星,在平时和战时为印度提供军事情报和预警情报。

2001年10月,该系统的第一颗卫星——“试验评估卫星”(TES)发射升空。TES采用了IRS系列的基本结构,充分利用了IRS的先进遥感技术,分辨率更高,可为印军提供印度海岸和边境区域的地图。除TES外,印度还将发射5颗侦察卫星。届时,它们将组成一个分辨率优于0.5米、可覆盖整个南亚乃至全球的侦察卫星星座。

韩国循序渐进,分步实施侦察卫星计划

近年来,韩国把“获取自主情报收集能力”作为其“自主国防建设”的首要任务,不惜花费巨额资金,制定并实施一系列旨在加强预警、侦察、监视能力的计划。在侦察卫星发展方面,韩国依托“阿里郎”卫星计划,循序渐进,不断提高侦察卫星的性能。

“阿里郎”系列卫星,又称“韩国多用途卫星”(Kompsat)。“阿里郎-1”于1999年12月发射,是韩国首颗多功能卫星,主要执行对周边地区的电子地图绘制、海洋观测、宇宙环境观测等任务。“阿里郎-2”于2006年7月升空,主要用于地形勘测、地图绘制和自然资源勘探,也可用于监视周边地区的导弹基地和核试验场。“阿里郎-3”项目已于2004年启动,计划2009年发射,其分辨率将提高到0.5~0.8米,达到国际商业遥感技术的主流水平。2011年后,韩国还将发射分辨率优于0.5米的“阿里郎-6”卫星。2015年前,韩国计划发射8颗此类卫星(既有光学成像卫星,也有雷达成像卫星)。

  在雷达成像卫星方面,韩国的第一代雷达成像卫星——“阿里郎-5”卫星项目已于2005年7月启动,计划2008年发射,分辨率将达1~3米:第二代“阿里郎-7”卫星分辨率将提高到优于1米,计划2011年后发射。

台湾地区依托美国获取卫星侦察能力

近年来,在美国等国的帮助下,台湾卫星发展计划得到落实,卫星侦察水平有了长足进步。

依托美国,实施“太空科技长远发展规划”

自20世纪80年代中期启动卫星发展计划以来,台湾当局就始终没有停止过建设先进侦察卫星网络、全面监视大陆的努力。1995年,台湾当局确立了“太空科技长远发展规划”,并在1991~2006年投入150亿元新台币,采取自主或合资方式研制了1、2、3号“中华”卫星(2004年改名为“福卫”),二期工程计划在2008年发射2颗新型卫星,并在2011~2018年陆续发射5颗微卫星,同时从美国等西方国家购买预警和通信卫星,最终建立起完善的、达到世界先进水平的空间侦察、预警和通信卫星系统。

1999年1月发射的“中华-1”号由台湾与美国TRW公司联合研制,名义上是通信卫星,但具备拍摄海洋水色照片的功能,可为海军舰艇部队提供海上训练、作战所需的海洋资料。2004年5月在美国发射的“中华-2”号是台湾自行设计的首颗“高分辨率资源遥测卫星”,由法国马特拉公司承制。该星的主要任务是“遥测”,目的在于获得台湾陆地及附近海域近实时的卫星影像资料,实际上是打着科学研究名义实施的军事项目。“中华-3”号卫星于2006年4月在美国发射升空,系统由6颗微卫星组成,用途包括进行即时气象预报、长时间观测气候变迁现象、对电离层进行动态监测和提供地球重力研究等相关科研数据。“中华-3”号捆绑了GPS技术,其军事应用价值不言而喻。

采取多种手段,租用他国侦察卫星

为了获得更多、更准确的大陆军事情报,台湾当局从2001年开始租用以色列的“埃诺斯-A1”(EROS-A1)商用遥感卫星,当这颗卫星进入以台湾卫星接收站为中心、半径1000千米的范围内时,台湾方面可对卫星进行控制,全权决定其观测目标。此外,台湾还与法国、美国、以色列签署协议,购买了法国“斯波特”-(SPOT)卫星系统、美国“伊科诺斯”(IKONOS)系统以及以色列“地球资源观测卫星”系统经过大陆上空时的使用权或所拍摄图像的使用权。

从以上发展计划和动向看,我周边主要国家和地区都把进一步提高分辨率、发展具有全天时全天候侦察能力的雷达侦察卫星、实现多颗不同类型侦察卫星的组网作为未来军用侦察卫星系统发展的方向。

侦察卫星能力分析

侦察卫星的性能与星载遥感系统有着直接的关系,而星载遥感系统的性能有4个常用衡量指标,即分辨率、传感器类型、覆盖范围和时间性。从这4个方面看,我周边主要国家和地区已经或即将具备较强的卫星侦察能力。

分辨率已达到能发现和识别绝大多数军事目标的水平

地面分辨率是衡量侦察卫星技术水平的最重要指标。分辨率越高,可分辨的地面目标的尺寸就越小。目前,我周边国家和地区的多种侦察卫星的地面分辨率已达到1米。

结合特定侦察任务所需的卫星分辨率可以看出,我周边主要国家和地区的侦察卫星目前已能执行多种军事侦察任务,能够发现和识别绝大多数的军事目标,对部分军事目标甚至已达到确认所需的分辨率。

传感器性能先进

卫星侦察图像质量的好坏,与卫星搭载的传感器的性能直接相关。为提高卫星侦察水平,我周边主要国家和地区不断改进传感器性能,为侦察卫星配备了先进的传感设备。

侦察卫星采用的传感器技术主要分为光学照相技术和合成孔径雷达成像技术两种。目前,我周边主要国家和地区的卫星多数采用光学照相技术,利用先进的星载全谱或多谱CCD可见光相机获取地面图像,其优点是图像分辨率较高,缺点是受光线和天气影响较大。比较有代表性的,如日本的光学侦察卫星,其遥感器能够感知510~770纳米的绿色到红色带的可见光区域,可以同时对卫星运行方向的前方、后方和直下方进行立体侦察拍摄,能够获得关于地球表面地形起伏、建筑物形状等高精度的数据资料。此外,还可以用红、蓝、绿、红外线4种不同色域模式对同一物体进行拍摄,并运用计算机合成处理技术进行分析,具有识别目标真伪的能力。台湾“中华2”号卫星的遥感器也非常先进,有1个全色态通道和4个多光谱通道,并具有倾斜摄影能力,能对同一区域进行重叠摄影获取立体图像。

合成孔径雷达(SAR)成像技术利用在轨卫星搭载的微波合成孔径雷达获取观测对象地域的图像侦察信息,不受天气和光照条件的影响,具有全天时全天候工作的特点。目前,我周边主要国家和地区中,只有日本的雷达成像卫星使用此类技术,其搭载的SAR在继承JERS-1卫星SAR技术研究成果的基础上,功能更加丰富、精度更高。

有效覆盖范围已达到普通侦察任务所需

有效覆盖范围是指一个平台可以成像的地球区域以及对一个特定目标连续两次观察之间的时间长度——”再访周期”,再访周期越短,侦察效能越高。

为了扩大卫星对地球的有效覆盖范围,可以采取以下方法:①增设更多的地面站。这种方法成本较高,目前我周边主要国家和地区中只有印度在国外建有卫星地面站;②在卫星上使用存储载体,将所获数据记录下来,当卫星从地面站上空通过时再传回地面;③利用数据中继卫星。目前,我周边国家和地区的侦察卫星都属于传输型侦察卫星(星上有存储载体),通常采用上述第2和第3种方法扩大卫星对地球的有效覆盖范围。如日本就是利用数据中继卫星将侦察卫星所获图像信息传回本国的地面站。

此外,日本的光学侦察卫星、印度的“制图星”、韩国“阿里郎-2”卫星、台湾“中华-2”号等都采用了星上传感器摆动方式,缩短再访周期,其再访周期都在5天以内,日本和台湾地区的侦察卫星甚至达到了1天以内,使卫星所获的侦察信息更新得非常快,已能基本满足普通侦察需求。

反应速度快,可近实时获取图像

时间性是指从用户提出图像需求开始到用户得到这一图像之间的时间间隔,是衡量侦察卫星可利用性的关键参数。在图像处理速度相同的情况下,再访周期短的卫星获得目标图像所用的时间就短。

目前,我周边主要国家和地区的侦察卫星星载信息处理设备都很先进,在获得图像后能迅速进行处理并发给地面站。如日本的光学和雷达侦察卫星再访周期只有1天,在提出需求的24小时内,卫星就可以获得图像,并利用中继卫星立即把所获图像传回日本,供地面情报分析人员进行判读得出侦察信息,侦察时效性非常强。

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