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20年前,美国航天飞机在太空发现了我国隋朝时期的古长城!

 红翡綠翠 2018-05-12

各位网友大家好,今天继续给大家连载20年前解放军出版社的专著《战争离我们有多远:张召忠点评军事革命》



1996年4月18日,合众国际社以“利用空间搜索雷达研究中国长城”为题,报道了美国奋进号航天飞机利用SIR-C/X-SAR雷达发现1300多年前隋朝兴建的古长城的消息。



奋进号航天飞机是1994年4月开始装备这种雷达的,它能从遥远的太空俯瞰地球,能穿透地面表层数米而清晰地看到被几个世纪风沙所掩埋的、与600年前修建现仍高耸于地面的明长城基本平行、建于公元前3世纪的隋长城。


这些长城不是用砖石而是用松土和泥浆修建的,由于年代久远自然风化和被沙土覆盖,其遗迹在地面已无法看到,利用雷达图象便于从整体上观察和研究整个长城的全貌。据美国航空航天局称,这种成象雷达对任何地面垂直的物体非常敏感,即使它们长期被流沙和浮土掩盖,雷达也能探测到。



雷达是我们最熟悉的军用装备之一,几乎任何一种现代化的武器装备都装有大大小小的雷达。雷达最主要的一个工作原理是:首先向目标发射电磁波,然后再接收经目标反射回来的电磁波,由此便可得出目标是否存在、目标一大一小等有关目标形状、尺寸、特征等方面的信息。上面所披露的这种SAR型雷达是不是也用普通的雷达工作原理来探测目标呢?古长城这个特定的目标肯定不是钢铁或其他能反射雷达波的金属类物质所构成,雷达为什么还能发现它呢?1300年前的古长城深埋于地下,雷达是怎样穿云破雾在茫茫地球表面寻找出来的呢?



原来,装在奋进号航天飞机上的这种SAR型雷达全名称为“侧视合成孔径雷达”,SAR是它英文名称的缩写。首先,我们先来了解一下什么是合成孔径雷达。


我们知道,战斗机通常把射击瞄准雷达和识别雷达装在飞机前部,称为前视雷达。有的飞机是用来测量地形地物或海上固定目标的,所以经常在机腹下面装有一部长条状的真实孔径侧视雷达,它的基本原理是把很多小天线单元迭加在一起,构成一个长长的天线,由于雷达天线大小和分辨率高低成正比关系,所以天线一般做的很大,有8-10米长,分辨率也比全景雷达高出10倍以上。能不能把这么大个的雷达装到卫星上去呢?显然不可能。于是,人们又研制了一种合成孔径雷达,它利用电子扫描的方式来代替机械式的天线单元辐射,所以小天线也能起到大天线的作用。



普通雷达只能发现金属物体反射的电磁波,为什么这种合成孔径雷达却能发现土壤、积雪等非金属物体呢?这还要从它所使用的电磁波频谱说起。


合成孔径雷达使用的是13-30厘米的微波波段,由于微波比可见光和红外辐射穿透能力更强,所以通常用来探测被云雾笼罩着的目标,以及深埋于地下或积雪下面的物体。合成孔径雷达之所以能够探测到目标,主要是通过探测目标和背景辐射及反射微波信号的不同来感受到所需要的信息,经过处理后用磁带记录或传回地面站,也可用胶卷拍摄成可见光图像记录下来。用这种雷达探测不含水份的土壤时,可穿透30米的地层探测到深埋在地下的物体。


合成孔径雷达图像


在了解上述原理的前提下,我们来谈一下为什么要采用侧视?侦察飞机采用侧视雷达是因为这种雷达具有“斜眼”观察物体的能力,也就是说,它能在本国领空内飞行的同时看到邻国境内数十乃至数百公里内的目标,而又不至于侵犯别国的领空。当然,对于在“公空”飞行的卫星来说这种性能并没有价值。卫星之所以采用侧视,是因为当卫星与地下的目标成垂直角度时,目标的影象较小,反映在背景上的图像不清晰。为了让目标和被探测的物体在背景上留下一个很明显的“阴影”或“投影”,合成孔径雷达就采用了改变波束角度,使用大入射角度从目标的侧面进行照射的办法,



侧视合成孔径雷达在70年代以前是作为绝密计划发展的,后来,由于阿波罗17号宇宙飞船使用这种雷达拍摄了月球表面的状态,使它的应用范围进一步扩展。1978年,研制出一种新型探测装置,视场宽度达232公里,分辨力提高到23米,而且采用类似红外望远镜的技术将雷达信息实时转换成了图像资料。这种转化后的图像非常清晰,以至于可以与可见光图像相媲美。更为神奇的是,合成孔径雷达无论白天黑夜、风沙雨雪、云遮雾障还是一定深度的地下,都能够探测和发现,而且还能用探测地球表面目标或物体的微波热辐射。



1981年11月,美国利用哥伦比亚号航天飞机试验了一种“航天器成象雷达-A”系统,它对地面物体的分辨率达到25米,比民用测地卫星的分辨率提高了12米,所拍摄图像的清晰度质量提高3倍,根据图像可以很容易地识别出舰船、飞机和车辆等目标。它不仅能测制非常精确的地图,而且能穿透地表和植被,穿透深度达数米。


除航天飞机外,卫星和飞机也装有这种新型的合成孔径雷达。美国的长曲棍球雷达成象卫星上装有两个X波段和一个L波段的合成孔径雷达,可克服黑夜和阴雨天等不利气候障碍进行全天候、全天时侦察,其地面图像分辨率为1米,卫星数据可实时传回地面,在海湾战争中可探测沙漠地表以下2米处的目标,能发现伪装的飞毛腿发射架和坦克、吉普车等。



海湾战争开始后,为配合地面作战和摧毁伊拉克的地面部队,美国将尚未正式服役的E-8A“联合监视目标攻击雷达系统飞机”(JSTARS)紧急调往前线。这种飞机上装有AN/APY-3型X波段侧视合成孔径雷达,天线装在机身下,长7.3米,高1.2米,天线罩长7.9米,重8170公斤。



该雷达既能探测固定目标,又能探测活动目标,还能对目标成象并进行高分辨率显示。雷达在观察10X10公里区域时,能探测出以步行速度移动的目标。在200公里距离内,该雷达除可探测地面部队和坦克的运动外,还可探测直升机、水面舰船、低速飞机和履带式或轮式车辆。信息可在机上处理,也可实时传送到地面站处理。此外,美国空军在海湾战争中还使用了TR-1A/U-2R型高空战术侦察机,其机载UPD-X型侧视合成孔径雷达可连续24小时战场侦察,并能提供从飞行路线两侧各80英里的精确图像,分辨率为0.7X0.7米。


——本文摘自《战争离我们有多远:

张召忠点评军事革命》

第二部:C4ISR。第6章:电子监视与侦察。P99

截稿至:1998年10月。 解放军出版社,1999年7月第一次印刷


局座召忠

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