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发信人: glees (奔涌的星空*红色○九四), 信区: Green
标  题: 军事侦察卫星四十年 
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年06月29日13:02:45 星期五), 站内信件

科技日报18日发表庞之浩文章题《军事侦察卫星四十年》，文章称，自从1960年8月1
8日美国发射成功世界第一颗照相侦察卫星以来，至今已有40年。当今，照相侦察卫星在
现代战争中的作用日趋明显，越来越多的国家热衷于发展这种高技术武器。继美国、苏
联、以色列和法国之后，日本和印度也开始染指这一领域，以便在政治上、军事上等许
多方面争取主动。那么，照相侦察卫星有什么神奇之处呢？现在已发展了几种？最先进
的照相侦察卫星是谁研制的？未来的发展趋势又如何？
　　文章认为，太空神探照相侦察卫星是利用所携带的光学遥感器和微波遥感器拍摄地
面一定范围内的物体来产生高分辨率图像的卫星。它主要用于战略情报收集、战术侦察
、军备控制核查和打击效果评估等目的，例如，获取机场、港口、导弹基地以及交通枢
纽、工业布局等信息。这类卫星的轨道高度一般为几千米。它把目标区的图像信息记录
在胶片或磁记录器上，然后通过返回式卫星送回地面，或用无线电传输方式实时或延时
传回地面。信息经过加工处理后，就能判读和识别出目标的内容细节并确定其地理位置
。所以，按获取图像的方式分类，照相侦察卫星可分为回收型和传输型两种。与一般的
民用对地观测卫星相比，照相侦察卫星最主要的特点是地面分辨率高，至少优于5米，目
前最高分辨率可达0．1米。根据星载遥感器的不同，目前的照相侦察卫星又可分为光学
照相侦察卫星和雷达照相侦察卫星两类，它们各有千秋，因而用途不一。
　　文章介绍，目前，全世界有4个国家发射了照相侦察卫星，其中以美国的照相侦察卫
星品种最为齐全，技术最为先进，它包括了返回型和传输型，普查型和详查型，光学型
和雷达型。这些不同功能的照相侦察卫星视角覆盖全球，可对各种战略和战术目标实施
全天候、全天时、高分辨率的实时侦察，是收集重要情报的主要来源。劳苦功高的回收
型美国光学照相侦察卫星有回收型和传输型两种，而雷达照相侦察卫星只有传输型。
　　有人把美国光学照相侦察卫星分为六代，即KH－1～4为第一代，KH－5、6为第二代
，KH－7～8为第三代，KH－9为第四代，KH－11为第五代，KH－12为第六代。但现任美国
总统克林顿在1995年的一次讲话中提出，KH－1～6卫星为美国第一代照相侦察卫星，因
为他们都使用差别不大的全景式相机或画幅式相机，而KH－7以后的卫星所携带的遥感器
有了质的飞跃，对军事目标判别有重要意义。1963～1967年间发射成功的36颗KH－7是第
一批真正的详查型卫星，每颗星用两个回收胶卷舱分别将胶卷送回地面，分辨率0．5米
。但其工作寿命一般为5天，主要用于侦察苏联当时新式的SS－7、8洲际弹道导弹。196
6～1984年发射成功的57颗KH－8是KH－7的改进型。该星上除有红外相机和多光谱扫描仪
外，还装备了高分辨率主题测绘全景相机，分辨率达0．15米。它有机动变轨能力，工作
寿命达30天。俗称“大鸟”的KH－9代表了美国光学照相侦察卫星向综合型侦察卫星发展
的趋势，既能普查，又能详查。这种卫星在1971～1986年发射了20颗，每颗卫星重13．
1～13．4吨，装有多种遥感器，兼有回收型和传输型两种工作方式。简言之，KH－1～9
均属回收型照相侦察卫星，用它们美国迅速而又经济地对地球进行了测绘，并首次获得
了光学三维影像。此前，用气球和高空侦察机测图只能获得地球的1／4图像。这些卫星
为美国政府对热点地区决策提供了背景资料，掌握了苏联导弹基地的情报，从而减少了
美国导弹基地的布设。它们还证实了照相侦察卫星的有效性。昔日大腕1976年12月19日
第一颗KH－11卫星发射升空，从而拉开了美国应用图像传输型照相侦察卫星的序幕，它
使美国获得了卫星实时侦察能力。KH－11卫星的先进之处是采用了光电数字成像和实时
图像传输技术。其主要遥感器是高分辨率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。望远镜系统以巨大的放大率将地物的辐射能量引入视场，
然后再送至每个遥感器进行光谱分离，形成的图像经放大、数字化后，传送到中继卫星
或其他卫星，再转发至贝尔沃堡地面站。其上的高分辨率CCD相机能拍摄地面分辨率达0
．15米的详查图像，能区分地面上的军人和平民，看清大型武器的装备细节。而星上的
红外和多谱段扫描仪则可不分昼夜地确定导弹、车队和发射架的位置，并能把伪装和人
工植被同真实植物和树木区分开来。该星的侧视能力允许其拍摄地面轨道两侧面一定范
围内的目标，使它每天有效飞过目标的次数由2次增加到4次。其轨道机动能力不仅能改
变卫星轨道高度，还可以改变轨道平面，从而能飞临重要目标附近进行拍照。它每3个月
升轨一次，设计寿命3年，运行在300～1000千米的轨道上。1980年，一颗KH－11发现了
苏联正在制造一艘比美国的“三叉戟”导弹核潜艇还要大的潜艇；同年，KH－11还观察
到苏联在某地将SS－16和SS－20两种导弹并排摆放在一起，由此得出结论，苏联想利用
其侦察卫星送回的照片来增加这两种导弹的外观相似性，以使美国无法核查苏联对第二
阶段限制战略武器洽谈中关于限制弹道导弹协议的遵守情况。
　　在海湾战争中，KH－11也大显神通。当今英豪目前在轨运行的KH－12是1990年2月2
8日开始发射的，至今已经发射了4颗。它能以与“哈勃”空间望远镜一样的方式成像，
即其光学系统的相机采用了当今最尖端的自适应光学原成像技术制成，可在计算机控制
下随视场环境灵活地改变主透镜表面曲率，从而有效地补偿因大气造成的畸变影响，使
分辨率达到0．1米，这是目前顶级水平。星上的红外相机也有较大改进，它不仅是“夜
猫子”，而且可发现地面伪装物、飞机发动机和大烟囱等有热源的目标。星上的高级“
水晶”测量系统（ICMS）可使数据以网格标记传输。它还装有雷达高度计和其他用于测
量地形高度的传感器。除第一颗KH－12运行在800千米外，其他3颗都运行在270～1000千
米的轨道上。KH－12比KH－11重得多，加满燃料时可达14～18吨，燃料用完后可由航天
飞机进行在轨加注，因而该星的机动变轨能力极强，具有无限制的轨道机动能力。其设
计寿命长达8年。其光学系统与KH－11的光学系统稍有不同，即KH－12增加了热红外谱段
，故能探测伪装和埋置结构目标，对地下核爆炸或其他地下设施监测，探知导弹和航天
器的发射，分辨出目标区内哪些工厂开工，哪些工厂关闭等；由于使用了更先进的技术
，所以KH－12的分辨率比KH－11要高，达0．1米；星上装有一台潜望镜式的旋转透镜，
它能把图像反射到主镜上，因而卫星在大倾角的条件下也能成像；它采取了防核效应加
固手段和防激光武器攻击的保护措施，并增装了防碰撞探测器。
　　文章分析：总之，KH－12有四个特点：1、采用大型CCD多光谱线阵器件和“凝视”
成像技术，使卫星在取得高几何分辨率能力的同时还有多光谱成像能力，其先进的红外
相机可提供更优秀的夜间侦察能力。2、采用镜面曲率可由计算机控制技术，因而当卫星
在高轨道普查或在低轨道详查时，能快速改变镜头焦距，这样就能在低轨道具有优越的
分辨率，在高轨道可获得大的幅宽。3、机动能力强，能满足现代战争的需要。4、它还
可进行电子侦察。在1999年北约空袭南联盟的行动中，美国动用了3颗KH－12，其中2颗
分别运行在昼夜轨道平面和晨昏轨道平面，轨道倾角97度，另1颗KH－12运行在这两者之
间，它能克服目标光照射对成像侦察的影响。它们每日飞过目标区域上方两次，并能对
飞行轨迹东西两侧区域进行斜视成像，使7～10千米的观测幅宽有较大扩展。
　　KH－11、12是当今世界上技术最先进的光学照相侦察卫星，其原因如下：（1）采用
了大口径光学镜头的CCD相机，因而灵敏度和精度都很高，可清晰地对小目标成像。（2
）星上装有GPS接收机、雷达高度计和水平传感器等，故对目标定位十分精确。（3）星
上的太阳和月亮敏感器能实现CCD相机的在轨星上辐射定标，确保了地面目标辐射特性的
可比性。（4）其太阳电池板可提供3000瓦功率，为卫星提供充足的能源。（5）卫星采
用太阳同步 衷 轨道，地面重复周期为4天，但由于卫星是成对运行，所以实际重复周期
为2天。（6）采用“跟踪与数据中继卫星”实现大容量、高速率的图像数据实时传送，
因此能在全球实时侦察。（7）载有大量燃料，使卫星变轨能力很强。（8）CCD相机具有
微光探测能力，可在傍晚微光下工作。
  　竞争未来计划近年，美国国家侦察局和国防高级研究计划局分?提出了“未来成像
体系结构”（FIA）和“斯塔莱特”（Starlite）计划。目前这两个计划竞争得很厉害。
FIA拟由体积小、重量轻、功能强、数量多的较小型照相侦察卫星组成星座，以便为战场
指挥官提供近乎即时的所需目标图像。这种卫星用“宇宙神”或“德尔他”等便宜的大
中型运载火箭就能发射，因而其重量不到KH－12的一半。FIA将采用许多当今的高新技术
，其中大部分技术比现有卫星技术先进20年，从而使卫星造价降低一半，而性能提高一
倍。由于FIA星座将由多颗卫星组成，因而能大大提高卫星对地面给定目标的重访频率，
一般可每天重访两次或更多次，具体次数要视目标所在的地理位置和所要求的图像质量
而定。FIA包括可见光、近红外光学成像卫星和合成 拙独状锍 像卫星两部分。1999年9
月3日美国侦察局宣布，FIA的所有卫星都由波音公司承制，从而使洛马公司长达几十年
一直作为美国照相侦察卫星主制造商的霸主地位宣告结束，主要是因为洛马公司的方案
缺乏创新精神，不采用新技术。波音的FIA合同至少将持续到2010年，合同总价值高达6
0亿美元，但这对国家侦察局来说已大大省钱了，因为该局在现有侦察卫星上每年都要花
费10亿美元以上。首颗FIA卫星可能于2004～2005年发射，星座规模还没最后确定，但有
人说已由10～12颗改为3～4颗，以便节省资金。斯塔莱特是由8～48颗装有合成 拙独状
铮⊿AR）和活动目标显示器（MTI）的近地轨道卫星组成星座。分析表明，由运行在767
千
米高的24颗这种卫星组成的星座，对地球南北纬65°之间的任何地点，都能在15分钟以
内向作战者提供一幅图像，如星座扩大到36颗卫星，重访时间可缩短为8分钟，48颗卫星
则可将反应时间进一步缩短为5分钟。其实，部署8颗卫星就具有初始工作能力，其反应
时间是94分钟。斯塔莱特上的SARMTI能透过云层对地成像，发现并识别敌方领土纵深处
的目标，使战区指挥官在敌人离前线仍有483～965千米时就能看到其车辆编队，并能以
约3米的精度标绘出车队的位置。这样的信息可使防御计划制订人员能提前数天预测敌人
准备发动攻势作战的地点，并允许使用多种类型的精确制导武器打击敌方目标。斯塔莱
特卫星对美国的盟国也具有吸引力，因为他们只需购买3～6颗这种卫星就能加盟该系统
，从而共享其情报成果。
　　美国国防部成立了一个卫星侦察特别小组，专门对FIA和斯塔莱特方案评审，结论是
FIA的进度表不得受斯塔莱特影响；斯塔莱特在军事上有明显好处；FIA应对斯塔莱特方
案中的某些属性开放，如采用MTI；建议将斯塔莱特方案加以修改后付诸实施，并改名为
“发现者－2”。全能高手雷达照相侦察卫星可以弥补光学照相侦察卫星不能全天候、全
天时进行侦察的不足，并有一定的穿透能力，从而能识别伪装，发现地下军事设施，其
幅宽也比较大，因此时间分辨率较高，这对全国观测战区和侦察全球性军事动态有重要
意义。不过，它的分辨率较光学照相侦察卫星低，而且观测不到西伯利亚的某些北纬地
区。所以从目前的技术水平来看，两者结合使用是最佳配置。
　　世界第一颗雷达照相侦察卫星是美国1988年12月2日发射的名叫“长曲棍球”。现已
发射了3颗这种卫星，其中2颗在轨服役。目前只有美国拥有雷达照相侦察卫星。“长曲
棍球”卫星是美国在冷战时期针对华约制造的。其主体呈八棱体，长8米，直径约4米，
一对太阳能电池帆板在轨道上展开后跨度为45．1米，可提供10千瓦以上的电力，这在当
今卫星中是最大的，因为这种卫星要向地面发射微波能量，所以需要大量的能量。卫星
重15吨，设计寿命8年，运行在倾角57°～68°、高670～703千米的轨道上。
　　该星的合成 拙独状 天线呈矩形，长14．4米，宽3．6米，由3个平面天线阵组成，
每个天线阵含4个长度相等的子阵。雷达的几何分辨率为0．3～3米，所获图像数据通过
大型抛物面可跟踪天线经“跟踪与数据中继卫星”传至白沙地面站，再经过国内通信卫
星传到贝尔沃堡。它不仅适于跟踪舰船和装甲车辆的活动，监视机动或弹道导弹的动向
，还能发现伪装的武器和识别假目标，甚至能穿透干燥的地表，发现藏在地下数米深处
的设施。据推测，“长曲棍球“还载有用于目标识别的光学遥感器，以供KH－11、12详
细成像之用和核查机动式洲际弹道导弹条约的遵守情况。其实，1997年10月23日升空的
第三颗雷达成像卫星是改进型“长曲棍球”。它带有相控阵馈电系统，采用抛物面雷达
天线，成像质量有所改善。该星与另一颗星配对工作，因而可以反复侦察地面目标。在
1991年的海湾战争中和波黑战争中，“长曲棍球”卫星用于跟踪伊拉克装甲部队行踪和
监视塞族坦克。它还多次用来评估美国巡航导弹对伊拉克和南联盟的攻击效果。另据报
道，现在美国正在研制一种新型高分辨率雷达照相侦察卫星，它可能采用平板相控阵雷
达天线，可获得更高的分辨率。方兴未艾美国照相侦察卫星是当代最先进的太空侦察兵
。它们阵容整齐，品种齐全，性能先进，直观侦察面积大、范围广、速度快、连续性强
、直观效果好、安全可靠，不受国界和地理条件限制等一系列优点，使别国无秘密可言
。现在，美国一方面正积极更新照相侦察卫星，另一方面还努力利用小型高分辨率民用
遥感卫星为军事服务，1999年9月升空的“艾科诺斯－2”就是一个例子，其分辨率达1米
，军方对它很感兴趣。2000年还将有几颗小型高分辨率、高光谱率民用遥感卫星升空，
它们均可用于军事。在未来的信息战中，照相侦察卫星将成为重要的信息源，所以能大
放异彩，对战争的胜负乃至全球的政治、经济都会产生重要影响。 
--

  当生命不再被每日更新的神奇天光所照亮，我们形同死去。 
  这永不动摇的光华是一种源泉，超越所有理想。
                                       
                                        ——哈马克斯

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