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遥感图像侦察与美国对阿反恐怖战争

楼主#
更多 发布于:2003-11-06 12:04
现代军事理论认为,夺取制信息权和制天权将成为现代战争取胜的重要因素。美国和俄罗斯都认为,空间是夺取信息优势的关键,而遥感图像侦察是夺取信息优势的重要手段。在美国对阿反恐怖战中,遥感图像侦察力量发挥着极为至要的作用,被比喻为美军反恐的眼睛。遥感图像侦察的应用不仅揭示了其在21世纪“信息战争”中的重要作用与地位,而且也预示着该技术在新的世纪必将出现前所未有的发展势头。

    高级KH一11型照相侦察卫星

    10月5日;美国从范登堡空军基地成功发射一颗高级KH—11型照相侦察卫星,绰号“钥匙眼”。这颗高性能照相侦察卫星是用来追踪拉登及其恐怖组织活动的,宣接服务于美国在阿富汗的军事行动。

    1.性能

    美国这次发射的“高级KH—11”(KH意即“锁眼”)照相侦察卫星,是KH—11的改进型。KH—11是美国现役的最新一代光学成像侦察卫星,也是21世纪初美国空间照相侦察的主力之一。这种“钥匙眼”卫星的工作原理是,先用电视摄像机拍下高清晰度画面,再由录像机录下来,等卫星飞临美军地面接收站上空时,再把事先最好的图像信号用无线电波发回地面站。设计寿命长达8年,机动变轨能力极强;加满燃料达14—18吨,燃料用完后可由航天飞机进行在轨加注,具有无限制的轨道机动能力。

    美国70%的战略情报来自太空侦察,其首要方式就是利用照相侦察卫星从太空对地球进行拍照。KH—11卫星采用了光电数字成像和实时图像传输技术。其主要传感器包括高分辨率CCD可见光相机、红外扫描仪、多谱段扫描仪和功能强大的反射望远镜系统。KH—11的高分辨率CCD相机可拍摄分辨率达o.1m的地面详查图像,能区分地面上的军人和平民,看清大型武器的装备细节;而红外和多谱段扫描仪则可以不分昼夜地确定导弹、车队和发射架的位置。KH—11型卫星安装有“针眼”成像系统,其中的可见光探测器可以在白天跟踪一小群正在地面行走着的阿富汗人,而红外传感器则可以在夜晚精确地侦测到阿富汗人点燃的篝火。伴随着冬季在阿富汗的降临,它的红外侦测功能会更加有效。

    不过,“高级KH—11"也存在先天不足。其最大的缺陷是只能在天晴时提供丰富的信息,而在雨天、雾天或多云时便无能为力了。另外,扫描幅宽仅7~10km2,被战场指挥员抱怨为“用麦管看战场”,无法适应战区作战对大范围战场图像的作战需求等等。另外这种卫星只能每天两次(分别在上午和下午)从阿富汗上空过境。

    侦察卫星虽然很厉害,但不是万能的。目前有四种公认的对付卫星的有效高招:一是“躲避”。在太空中运行的侦察卫星的数量有限,其一次飞越一个地区上空的时间不过十几分钟,而要想对同一目标重复侦察,少则需要十多个小时,多则数天甚至几周。惹不起躲得起,若能计算出侦察卫星轨道并了解星载设备的情况,在其过顶的时候尽量减少军事活动,即可避开卫星侦察。二是“善变”。侦察主要是捕捉目标和环境之间的差异,如果能把目标融入周围环境中,水乳一体,卫星就很难找到目标了。三是“欺骗”。巧妙地隐真示假,可以瞒天过海,躲过侦察卫星的耳目。四是“反击”。将来有可能出现实用化的反卫星武器,直接摧毁侦察卫星或令其侦察设备致盲。    

    2.诞生

    50年代,苏联爆炸了氢弹、发射了洲际弹道导弹。美国急于揭开这道“谜底”,看清苏联在幕后的所作所为。有人提出大胆设想:从太空照像,卫星系统可以满足上述技术要求。从太空对地球进行照像侦察,被列为美国的最高机密,1995年2月22日,根据美国联邦政府第12951号解密令,美国官方才为这批机密档案解密。

    任何一项新技术的诞生,都要经历多次失败的考验,“克罗娜”计划也是这样。第十三次发射才终于获成功。当初,卫星试验屡受挫折,新闻界却饶有兴趣地做着种种猜测。1960年8月12日,《纽约时报》说:“技术上的不断进步,标志着美国在研制照相侦察卫星方面已经取得重大进展。同样的发射与回收技术将用于卫星图片的返回……”这些推测当然有其合理成份,但他们并不知道事件真相。

    1960年8月19日,美国空军一架C—119型运输机飞临太平洋上空的预定空域,等待一具降落伞的出现。发现目标后,机组人员打开飞机尾部的舱门,放出一根缆绳和一张奇怪的金属网,网住降落伞下面的物体,把它拽入机舱。同一天,美国五角大楼郑重宣布,美国空军的科学卫星“发现者”号回收成功。官方声明掩盖了本次太空使命的真实性质,也隐瞒了这次太空计划的真实代号“克罗娜”。在中空顺利回收“克罗娜”的胶卷箱,标志着美国有能力从太空轨道拍摄苏联地面军用目标并获得大量照片情报。首次飞行使命,“克罗娜”即获取了距离美国阿拉斯加650km2的苏联轰炸机基地的全幅照片。

    从KH—11型开始,美国采用了一项重要的新技术:从卫星直接向地面传送电子图象,画面清晰度极高,质量秋毫无损。首颗KH—11型试验卫星发射于1976年。KH—11型卫星采用电视传输的技术,堪称一大技术进步。以往的照相侦察卫星采用回收胶卷舱的办法,或是采用胶卷拍摄、无线电传输的办法,总之离不开胶卷,而胶卷一旦用完也就没法照相侦察了;而录像带却可反复使用,地面站接收完之后,卫星又可再录制新的目标情况了。

    这些KH—11型卫星,原是打算监视苏联的,所有卫星的倾角均在62—98度之间,当地球在卫星下面旋转的时候,它们就可以在各自的轨道上监视不同的地区了。卫星除了能在可见光线里收集图像外,还能在漆黑的夜晚使用红外控测器搜寻到任何散热的物体,如飞机、坦克的发动机。

    这样一个庞然大物何以叫做“钥匙眼”?据说,在一次美国军方举行的新闻发布会上,有女记者询问KH—11型照相侦察卫星的性能如何,美军官员不便正面回答,于是开了个玩笑:“说起KH—11来,记者小姐,我必须提醒你,当你回到家中关上房门的时候,它还可以通过门上的钥匙眼看到你的一举一动……”于是“钥匙眼”的外号也就传开了。

    40年来,美国太空照相侦察技术经历了两次历史性变化:初始阶段,正值冷战时期,随着卫星越造越大,成本也直线上升,在某些方面甚至达到登峰造极的地步。第二阶段,随着卫星照片清晰度越来越高,开始走向商业市场。美国政府积极推动这一发展趋势,希望美国承包商能够主宰这一市场,五角大楼的作用则是从中控制和调节。

    “伊科诺斯”(IKONOS)卫星

    为了最大限度地拥有信息优势,美国军方还出巨资购买了商用卫星拍摄的阿富汗战区卫星图像专卖权。据空间成像公司的一位高级官员称,美国军方与该公司签署一笔大宗合同,不仅购买阿富汗战区卫星图像的专卖权,而且还将支付“伊科诺斯”卫星飞经该目标区上空所有时间的费用。但他拒不透露支付费用的数额,只是说“是一笔极好的交易”。

    “伊科诺斯”卫星是1999年9月24日发射的,运行轨道高度为680km,其黑白图像的地面分辨率为lm,彩色图像的地面分辨率为4m,是目前商用卫星图像中最好的。这种分辨率可以分辨停车场中哪些是货车、哪些是轿车,以及它们的颜色。“伊科诺斯”卫星图像的费用为每km2 200美元,外加3000美国其它费用,而出售给传媒的价格是500美元一幅。

    美军这样做出于两个目的:(1)要求空间成像公司对阿富汗提供额外的监视;(2)防止该公司向其他用户出售“伊科诺斯”卫星拍摄的图像,以阻止他人利用的可能。美国国防部要求自10月8日起限制有关阿富汗地区卫星图像的分发和传播。所有售给客户的图像必须经高级主管部门与国防部批准,而且不能再向新闻界提供图像。就阿富汗卫星图像而言,SPOT及其所有分公司(包括设在华盛顿的美国SICORP在内)的唯一客户是法国国防部。因轰炸贾拉拉巴德西北部的Darunta附近训练营而造成重大平民伤亡事件曝光以后,美国国防部于10月11日做出了禁止使用民用卫星影像的决定。

    法国SPOT影像公司迫于法国国防部的命令也于2001年10月19日停止出售阿富汗卫星图像。SPOT影像公司成立于1986年,拥有三颗系列卫星。这三颗卫星中任何一颗每天都能将地球上95%的地区中的任何地点拍摄成像,其分辨率约10m。

    “掠夺者”无人侦察机

    在美国对阿富汗的空袭中,美国中央情报局(CIA)的“掠夺者”无人驾驶侦察机可谓立下了汗马功劳。这不仅将阿境内的塔利班控制区及恐怖组织的实时情报传给CIA总部,而且还为美军炸死本·拉登的高级副手阿提夫提供了及时准确的情报。

    提出将无人驾驶侦察机投入到阿富汗上空的想法始于2000年初,当时美国遇到了一系列令人沮丧的恐怖威胁。美国官员认为他们在新千年前夕,差一点就遭到了系列恐怖袭击,其中包括被挫败了的爆炸洛杉矶机场和向约旦旅游胜地开枪射击的阴谋。当时的克林顿政府迫不及待地想得到有关本·拉登和他的恐怖团伙在阿富汗活动的情报。CIA曾获得一些那里所发生的间接情报,可是准确性大打折扣,所能提供的有关本·拉登行踪的线索也微乎其微。

    于是,CIA和美军参联会议很快提出了在阿上空部署无人驾驶侦察机的建议。全长8米多的“掠夺者”号可以一次升空盘旋40个小时,机上装备的高分辨率的照相机可从7500m的高空对某个目标进行拍照。这是美国第一次可对本·拉登恐怖活动进行直接的观察照相。CIA的官员们希望能够准确地圈定本·拉登的藏身之地。

    “掠夺者”号在进行侦察时,由位于地面的一个秘密控制中心控制。在CIA总部,那些观察实时图像胶片的官员可以通过绝密电话下达命令,让侦察机按自己的需要侦察飞行。没过几天时间,“掠夺者”号就开始显示了的侦察威力,获得了重要的情报。本·拉登诸多的恐怖训练营地中,士兵们正在训练如何引爆炸药,利用羊和骡等动物做好像是初级的化学武器试验。他们还判断出大批车辆进出营地的情报。

    不久,当“掠夺者”号侦察机几次将“陆地漫游者”越野车和卡车开进恐怖分子训练营地的胶片传回兰利总部时,CIA的情报官员们惊讶地发现录像带中的情景——“一位个子瘦长的人,长着胡子,身着一件飘逸的阿拉伯大袍,周围都是一帮荷枪实弹的士兵。”CIA内部的看法是那个人就是本·拉登。“我真恨不得打死他,如果‘掠夺者’号当时配备武器的话。”那位官员愤愤地说。然而,即便是当时侦察机配备了武器,白宫也没有做好快速打击的准备。

    一波未平一波又起,无人机在执行侦察任务时又遭到了一次重挫。2000年10月,一架“掠夺者”号侦察机在乌兹别克斯坦的基地降落时发生了严重的触地事故,造成了一架侦察机的严重毁坏,这旋即在五角大楼引起了长达数月的激烈争论。当阿富汁的早秋来临之际,恶劣的天气和高风季节开始危及剩余的几架“掠夺者”号侦察机。美国官员说,美国政府由于担心再一次损失这种昂贵的无人侦察机,遂于去年10月中旬作出了一项决定,自10月12日起停止该型机飞越阿富汗领空的侦察行动。

    旋即,美国官员开始重新考虑整个反恐使命。他们不止一次几乎确凿无疑地从图像中看到了本·拉登,他们难道不能设计出一种方法,让“掠夺者”号侦察机发现目标时,立即攻击?2000年末,当他们重新关注这个问题时,CIA的官员惊奇地发现空军已经在设法解决同样的问题。美国空军空战司令部的前指挥官约翰·江泊决定:将直升机发射的“地狱之火”导弹装备到“掠夺者”侦察机上。到去年的夏天,CIA将几架剩余的“掠夺者”号全部装备“地狱之火”导弹,为今后在阿富汗可能重新部署该型机做好了准备。

    可是即使在当时,美国政府仍对是否继续在阿富汗上空开展一次新的更为强有力的侦察任务而顾虑重重,举棋不定。一些人认为,如果成功地袭击了本·拉登,CIA准备承受

强烈的国际反应。就这样,这场是否要继续派“掠夺者”号侦察机到阿富汗的争论一直持续到了9月11日早晨,当时几乎所有一切担心侦察任务失败的顾虑都消失殆尽。装备有“地狱之火”导弹的“掠夺者”号侦察机在纽约世界贸易中心和五角大楼遭袭击后,正在美国本地等待运回阿富汗,执行打击塔利班和本·拉登的“阿尔·凯达”恐怖组织的侦察任务。

    “全球鹰”高空持久无人驾驶侦察机

    美军历来把战场作为新式武器的实验场,这次把尚处于研制阶段的“全球鹰”匆匆投入对阿军打击行动中。

    “全球鹰"(global hawk)有常规型(Ⅱ级+)和稳身型(Ⅲ级—)两种型号,由特利丹·瑞安航空、E系统、休斯、洛拉尔等公司制造,主要为联合部队指挥官提供远程侦察能力。“全球鹰”机身长13.5m,高4.62m,翼展35.4m,最大起飞重量11622kg。“全球鹰”机载燃料超过7吨,具备良好的远程飞行能力,最大航程可达25 945km,自主飞地时间长达41小时,可以完成跨洲际飞行。飞行控制系统采用GPS全球定位系统和惯性导航系统,可自动完成从起飞到着陆的整个飞行过程。

    “全球鹰”可同时推带光电、红外传感系统和合成孔径雷达,既可进行宽带卫星通信,又可进行视距数据传输通信,能够在防空区外的高空持久地进行观测和侦察,可在距发射区5 556km的范围内活动,可在目标区上空18 288m处停留目标进行拍照,视力可穿透云层,能“几乎实时地”传回照片。它可以飞进危险的战区收集情报而不给美军造成任何威胁。

    “全球鹰”留空时间长,侦察范围宽,高分辨率传感器可以对感兴趣的目标区进行持续侦察。它可以全天候24小时不间断地工作,可对重要的移动目标进行持续不断的观察和跟踪,并提供高质量的精确图像。合成孔径雷达获取的条幅式侦察照片可精确到1m,定点侦察照片可精确到1英尺(o.3048米),对以每小时20~200km行驶的地面移动目标,可精确到7km。在一次任务飞行中,“全球鹰”既可进行大范围雷达搜索,又可提供7.4万km2范围内的光电/红外图像,目标定位的圆误差概率最小可达20m。

    为了制定作战计划和进行数据处理、利用与分发,“全球鹰”将与现有的机载战术侦察系统连接。当与可配置联合情报支援系统、全球指挥与控制系统连接时,图像可被转变为非辐射性目标,以便作战指挥官及时采用。“全球鹰”处理过的数据可用于指示目标、预警、快速攻击与再攻击、战斗评估和各级指挥机构对战场形势做进一步分析。

    尽管“全球鹰”一路成为美军的新宠,但它也有一些美中不足:飞行时速只有644km,难以高速战斗机的追击;尽管进行了隐身处理,但喷气发动机工作时仍会产生一定的红外辐射信号,难免会留“尾巴”。正因如此,“全球鹰”配备了多种防身装备,一旦敌方发射导弹,机载探测装置可以马上发现,并发射红外诱饵弹进行干扰。但“全球鹰”的负载能力只有900kg,携带防射装备的能力非常有限。一旦在空中被敌方战机锁定,它将很难逃脱被击落的命运。
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wangjh
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发布于:2003-11-06 22:57
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