美军航天侦察现状及未来发展方向

来源：军事文摘

作者：何丽

制信息权是夺取现代高技术战争胜利的关键所在，与空中侦察、人力侦察等传统情报信息获取手段相比，航天侦察利用空间轨道飞行器搭载各种传感器获取有价值目标信息，具有全天时、全天候、不受空域限制以及侦察范围广等优点，占据太空高边疆，可使敌方战场透明，因而成为世界各国争相抢占的战略制高点。

作为最早研发、利用该手段的军队之一，美军现拥有世界上最先进的侦察卫星，形成了光学、电子、雷达一体的完备天基侦察体系，建立了多部门、机构高效联动的航天侦察机制，在战时可为其提供强有力信息支援。系统研究美军航天侦察实力，对维护国家安全和现实利益具有重大战略意义。

美军航天侦察装备

       

据统计，截至2021年底，美军现役侦察卫星43颗，按照载荷类型，可分为光学成像侦察卫星、合成孔径雷达（SAR）成像侦察卫星、电子侦察卫星三大类。

光学成像侦察卫星美军现役光学侦察卫星共5颗，包括4颗锁眼-12系列卫星和1颗红隼眼-2M战术纳卫星。

锁眼卫星影像

自1959年发射第1颗光学侦察卫星锁眼-1以来，锁眼系列光学卫星已历经了6代11型发展，目前在轨服役的型号为锁眼-12。锁眼-12卫星采用太阳同步椭圆轨道，具有极强的机动变轨能力。其搭载大口径光学镜头电荷耦合元件（CCD）相机，利用自适应光学成像技术，分辨率最高达到0.1米。红外相机具备夜间侦察能力，分辨率为0.6～1米。此外，该卫星还采取了防核效应加固手段和防激光武器保护手段，搭载防碰撞探测器，以提高太空作战生存能力。

红隼眼-2M战术纳卫星星座计划部署在高度为500千米的5个轨道面上，每个轨道6颗卫星，共30颗。该型卫星成像分辨率为1.5米，幅宽4千米×6千米，目前在轨1颗。

SAR成像侦察卫星　在光照、气象条件良好的情况下，光学成像侦察获取影像具有真实直观反映目标特性的优点，但同时受光照、气象条件影响大，如目标区域多云或处于夜间时段，则无法获取有效数据。针对这一问题，美军发展了SAR卫星侦察手段，目前在轨服役SAR卫星共6颗，包括1颗长曲棍球卫星和5颗未来成像体系雷达卫星。

长曲棍球卫星示意图

长曲棍球卫星采用低轨太阳同步轨道，合成孔径雷达天线工作波段包括L、X等波段，有标准、宽扫、精扫三种工作模式，成像分辨率分别为1米、3米、0.3米。经过星上雷达信号处理后，卫星下传图像数据，与地面动目标指示软件结合，可实现对重点区域动目标的定期跟踪和动向监视。

未来成像体系雷达系列卫星将工作在高度约1100千米的中轨太阳同步轨道，后续将替代长曲棍球卫星，SAR工作于C、X波段，推测其分辨率优于0.3米。具有大侧视角成像能力，按入射角20°～55°计算，扫描带宽可能达到1000千米。

电子侦察卫星　如果说成像侦察卫星是美军的千里眼，电子侦察卫星可称为其顺风耳，是获取敌方高层决策、军队部署等情报的重要手段。电子侦察卫星又称为信号情报卫星，美军现役电子侦察卫星共28颗，包括小号系列卫星5颗、水星系列卫星3颗、顾问系列卫星6颗、涅墨西斯系列卫星2颗以及天基广域监视系统12颗卫星。

电子侦察卫星和探测雷达、通讯信号

小号电子侦察卫星是大椭圆轨道卫星，轨道近地点高度约1000千米，远地点高度约37000千米。其天线直径约150米，能同时监听上千个地面信号源，可用于搜索包括俄罗斯和中国北部在内高北纬地区的雷达、导弹遥测信号。

水星电子侦察卫星是地球静止轨道卫星，轨道高度约36000千米。其圆形天线直径约100米，静止轨道间隔分布的3颗卫星能够搜集世界各地导弹试验遥测遥控、雷达信号、手机信号、通信广播等电子信号。

顾问系列卫星为地球静止轨道卫星，采用大型网状相控阵天线，直径远超过100米，可截获、监听0.1～20GHz频段范围信号，包括视距微波链路、导弹遥测、雷达信号、微波通信、无线电通信等信号，具备星上信号处理和轨道机动能力。该系列卫星主要侦获对象为印度、巴基斯坦、中国、朝鲜、韩国、日本通信信号和导弹遥测信号。

涅墨西斯（又称“复仇女神”）系列卫星与其命名一样极为神秘，相关指标参数鲜有公开报道，疑似为静止轨道卫星。目前在轨2颗，分别称为“夜间帕拉丁”和“克莱奥”，部署于中东上空商业通信卫星附近，侦听语音和数据通信。

天基广域监视系统是由多颗电子侦察卫星组成、用于海面和水下目标监视的海洋监视卫星系统，采用双星组网方式工作，每组卫星工作范围可覆盖半径3500千米区域，轨道高度约1000千米，目前在轨6组12颗卫星。该系统通过星载电子侦察设备截获海上、水下目标发出的无线电通信与雷达信号，以测定目标位置、类型等信息，能发现潜航深度小于70米的潜艇。同时，利用双星时差、频差结合定位技术，实现目标定位，海上舰船定位精度优于2千米。

美军航天侦察主要机构及职责

       

在国家、国防部层级，美军航天侦察机构主要有国家侦察局、国家地理空间情报局、国家安全局等。而在诸军种中，相关机构主要有美陆军太空与导弹防御司令部、海军航天司令部。

美国防部国家侦察局　20世纪中叶，随着美国航天技术快速发展，为了统筹协调情报界需求，美国中央情报局和空军于1960年8月，联合成立了统一管理侦察卫星的机构——国家侦察局。该局为美国防部的独立运行机构，由国防部长和中央情报局主任共同负责其管理、运行。该局的主要职能包括：负责美国主要卫星侦察系统的采购、管理、运行，为战略、战术用户提供服务；发展新型卫星侦察系统，保证用户数据连续性和美国卫星系统全球领先优势；对潜在的军事侵略、环境威胁作出预警，监控、核查大规模杀伤性武器，评估自然、人为灾难影响；为维护美国国家安全相关的情报活动提供信息支援。

美国防部国家侦察局负责卫星的运营

目前，在轨的锁眼、长曲棍球、未来成像体系雷达系列成像侦察卫星以及小号、水星、顾问、涅墨西斯系列电子侦察卫星，均由该局负责运行、管理。通常，卫星获取的图像情报数据传送至国家地理空间情报局，获取的信号情报传送至国家安全局，由这两个机构负责用户所需产品的开发、生产和分发。

美国防部国家地理空间情报局　国家地理空间情报局是美国防部作战支援机构，主要负责管理图像、地图，为国防部长、中央情报局主任和其他国家级决策者提供图像、图像情报和地理情报支援，提供的产品包括图像、图像情报、地理空间信息、地理空间情报等。

该局下辖与航天侦察相关的业务部门为中央图像办公室和国家图像判读中心。其中，中央图像办公室受理用户的成像侦察申请。而国家图像判读中心在负责对图像判读解译形成情报的同时，还负责图像和图像产品的存储、处理和分发，包括约1200名判读员和数据管理员。

美国防部国家安全局　为了从国家层面加强对通信情报和电子情报侦察活动的协调、指导，美国于1952年成立了国家安全局，专门负责信号情报的侦察、搜集与处理。该局隶属美国国防部，其与航天侦察相关的职责包括侦搜信号情报并进行破译、分析，监管电子侦察卫星地面站。

美陆军太空与导弹防御司令部　陆军太空与导弹防御司令部成立于1997年，职能为指挥控制陆军太空力量、一体化导弹防御和网络行动等，并组织实施有关太空装备的研发和采购。目前，在轨的红隼眼-2M战术纳卫星即由该司令部负责管理、运行。美陆军战术卫星的使用，使得旅级及更低层指挥官有权掌控向卫星下达任务到数据下传的全过程。

美海军航天司令部　海军航天司令部成立于1983年，人员总数约2000～3000人，职能包括操作、管理、维护配属的天基监视预警、舰队卫星通信、海军卫星导航等海军航天系统，为遍布全球的美海军提供支援。天基广域监视系统由该司令部负责管理、运行。

美军航天侦察实施流程

       

美军航天侦察活动的具体实施可大体划分为四个环节，包括航天侦察任务规划、计划制定、信息获取与处理、情报分发。

侦察任务规划　在任务规划环节，要统筹考虑目标区域、作战任务、目标特性、自然环境及可用航天侦察资源情况，对整个卫星系统工作程序进行规划，以最大程度满足美军作战指挥机构和人员的航天侦察情报需求。

首先，美军各军种、各作战司令部分别向有关情报部门提出需求，以便国家侦察局等航天侦察力量开展针对性侦察搜集。

由于航天侦察资源较美军航天情报需求而言相对有限，一般难以在有限时间内满足所有用户提出的需求。要确定不同侦察任务需求的优先等级，按照任务性质或信息性质，将侦察任务划分为重点与非重点、优先与暂缓、计划内与计划外。

侦察计划制定　为了成功获取目标有效信息，必须依据作战任务、指挥员意图、航天侦察现实能力制定合理严密的侦察计划，美国航天侦察情报搜集计划主要包括侦察区域、侦察任务、卫星调度、完成时限等内容。

其中，美军将侦察区域按照作战任务区分为责任区域和关注区域。侦察任务分为军事情报搜集和地理空间情报搜集。卫星调度则是指对整个航天侦察系统，包括成像侦察、电子侦察和海洋监视等卫星系统的合理使用。完成时限是航天侦察力量获取情报信息并传送至用户的规定截止时间。

信息获取与处理　信息的获取与处理是美国航天侦察情报应用流程的核心环节，在这一环节中，成像侦察卫星、电子侦察卫星、海洋监视卫星获取的信息经过整合处理，形成支撑决策和支援作战的情报。

信息的获取与处理是情报应用的核心环节

根据侦察计划，美军不同类型侦察卫星获取相应的数据信息。成像侦察卫星获取指挥所、机场、港口、导弹阵地等地面目标图像数据。电子侦察卫星获取雷达位置、频率和导弹遥测信号等电子信号数据。海洋监视卫星获取舰艇的类型、数量、位置等信息。卫星侦获信息经数字传输设备直接下传，或经中继卫星中转后传输至美军分布于本土、澳大利亚、英国、日本、伊拉克、挪威等地的地面接收站。

针对不同类型数据信息，美国家地理空间情报局对成像卫星获取的图像数据进行处理，经过图像解译、分析和几何定位测绘处理，形成图像情报和地理空间情报。美国家安全局对电子侦察卫星获取数据进行处理，经过电子信号处理和分析，形成信号情报。海军航天司令部及相关情报部门对海洋监视卫星数据进行处理，生成舰艇目标情报和海洋态势。

情报分发　情报分发是指响应美军用户需求，将所需情报产品通过分发系统发送至用户，完成航天侦察活动闭环。为了及时向遍布全球的美军提供航天侦察情报，根据任务优先级、情报属性等情况，美军通过点播、广播、组播等方式完成情报产品分发。其中，点播方式适用于小数据量美军航天侦察情报的分发。广播方式适用于向所有美军需求部队的情报分发。而组播适用于向美军特定作战部队或决策部门的情报分发。

美军航天侦察发展趋势

       

为保持在航天侦察领域的领先地位，美军不断推进相关技术体制创新，拓展数据信息来源，推广应用范围，近年来突出的特点为，大力发展微小卫星星座、轨道飞行器（空天飞机）侦察技术，积极推动航天侦察战术应用，吸收融合民商遥感资源。

技术体制发展趋势　针对现役卫星应用中出现的问题，美军不断创新航天侦察技术、体制，保持其全球领先优势，主要发展方向有两方面。

一是大力推动微小侦察卫星星座构建。传统的锁眼、长曲棍球系列卫星关键指标（如成像分辨率）很高，但也存在研制周期长、成本高、抗毁性差、难以全球覆盖等缺点。微小卫星则具有研制周期短、性价比高、应急发射快、易于全球组网的优点。因此，美国家侦察局近年着力发展未来成像体系卫星星座，目前已有5颗SAR卫星在轨，将逐步取代长曲棍球系列，预期单位时间获取图像数据将达到现役系统的8～20倍。美陆军也着手发展红隼眼-2M战术纳卫星星座，计划构成30颗卫星组成的星座，以达到近实时侦察能力。

二是创新发展轨道飞行器侦察技术。X-37B轨道飞行器由波音公司研制，搭乘火箭进入太空，可运行在地球卫星轨道上，完成任务后能够重返大气层自动返回地面，因此X-37B又称为“空天飞机”。该飞行器具有发射方便、在轨时间长、快速机动能力强等特点，能够在200～1000 千米高度区间高速变轨。可搭载高分辨率光学成像、雷达成像等侦察设备，通过变轨灵活调整重访周期。还可携带小型光学成像卫星，将其释放至固定轨道上。X-37B具备极强的对地侦察监视能力，已经过几年测试初步达到实战化水平。

力量运用发展趋势　美国航天侦察应用从支持战略决策向支援战术行动拓展。美国航天侦察系统的建立和早期发展，是在美苏争霸的历史背景下，基于战略侦察的需求和战略威慑的目的，主要服务于决策机构和国家、军队情报部门。随着冷战结束以及航天、电子等相关技术发展，美国航天侦察能力不断提升，运用逐渐走向实战，在海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争、伊拉克战争中都发挥了重要作用，使得敌方战场单向透明，进而促使美军取得压倒性的信息情报优势。现代战争对制信息权的需求越来越高，因此，美军开始发展直接支援部队战术行动的卫星，美陆军的红隼眼-2M战术纳卫星星座将使旅及更低级别指挥官具有掌控卫星应用的权利。

商业遥感卫星的技术水平提升速度很快

实力组成发展趋势　美国商用遥感卫星已经成为其航天侦察力量的重要组成部分。1994年3月，美国总统克林顿取消了对商用遥感卫星分辨率不得优于1米的限制，成为民商遥感卫星发展的里程碑节点。经过20多年探索发展，美国商用光学遥感卫星Worldview系列已达到0.31米的高分辨率。美国家侦察局等情报部门通过商业采购方式，极大丰富了航天侦察情报数据来源。2019年，国家侦察局还向Black Sky Global、Capella Space、Hawkeye360、MaxarTechnologies、Planet等5家商业遥感公司授予图像论证合同，计划采购卫星图像，以满足美政府及军方获得快速重访数据和商业SAR图像数据等需求。

结　语

       

经过半个多世纪发展，美军已建立了强大、完备的航天侦察力量体系，侦察卫星关键指标世界领先，光学、SAR、电子侦察等多技术手段协调发展、有力配合，以国家侦察局为主的航天侦察职能机构各司其职、通力协作，形成了成熟、高效的运行机制。同时，美军不断弥补运用中暴露出的不足，并大力开展技术创新，以维持其领先地位和天基信息优势。

航天侦察力量能够为美军提供有力的战略、战术情报支援，并已在多次局部战争中发挥重要作用，对其他国家安全和现实利益构成潜在威胁。我国应当深入研究其战法、威胁，制定规避和反制措施，坚决捍卫陆海空天全空间安全，密切跟踪其先进技术，正视差距迎头赶上，努力实现我国由航天大国向航天强国的转变。