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发信人: snoway (今夜有暴风雪), 信区: Green
标  题: 卫星技术在伊拉克战争中的应用
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年04月12日16:54:29 星期六), 站内信件

卫星技术在伊拉克战争中的应用


     为了获取更多、更详尽的伊拉克情报，以便为美国的外交和军事决策提供依据，美国
在伊拉克战争中动用了多种卫星严密监视伊拉克的一些特定设施。美国目前部署的军用卫
星系统覆盖了对伊作战所需要的各个信息领域，动用的卫星种类包括侦察卫星、通信卫星
、导航定位卫星、资源卫星和气象卫星等多种类型。美国在其本土有21处、本土之外有15
处基地上共有33600人在对伊拉克战争进行天基支持。

    侦察卫星

    成像侦察卫星通过可见光、红外、合成孔径雷达等手段对地面进行照相侦察，可提供
伊拉克国家领导人驻留地点、重点军事设施布防情况和大规模杀伤性武器及生化武器的部
署情况，监视战区军事态势的发展。电子侦察卫星主要用于截获伊方雷达、通信、遥测等
系统的传输信号，从而探明伊方重要领导人物和指挥控制中心的位置、辨识伊方军用电子
系统的性质、位置和活动情况，并通过对所得情报的分析进一步揭示伊方军队的调动、部
署乃至战略意图。在对伊战争中，侦察卫星提供的情报对于了解战场情况、确定打击目标
、提高打击精确性、准确评估打击效果起着重要的作用。

    1.成像侦察卫星

    （1）KH-11卫星
    KH-11卫星在３２０千米的高空轨道上工作。三颗（分别于2001年10月，1996年12月和
1995年12月发射的）先进的拥有光学与红外传感器的KH-11卫星能提供全天时、全天候的武
器设施搜查能力。例如，2001年10月5日发射的15吨重的KH-11卫星，在每日凌晨两点（当
地时间）左右向北飞过巴格达上空，使用其红外与微光能力侦察，下午约3点又由北向南飞
过巴格达，使用其日光光学能力进行侦察。

    （2）KH-12卫星
    KH－12卫星是1990年2月28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。卫星上的红外相机可发现地面伪装物、飞机发动机
和大烟囱等有热源的目标。卫星上的高级“水晶”测量系统（ICMS）可使数据以网格标记
传输。卫星还装有雷达高度计和其他用于测量地形高度的传感器。目前在轨的3颗KH－12卫
星运行在270～1000千米的轨道上。KH－12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。KH-12卫星的设计寿命为8年。

    KH-12卫星的光学系统与KH－11卫星稍有不同，即KH－12卫星增加了热红外谱段，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卫星的分辨率比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。

    KH－12卫星具有4个特点：
    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。

    采用计算机控制镜面曲率技术，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。

    机动能力强，能满足现代战争的需要。

    可进行电子侦察。在1999年北约空袭南联盟的行动中，美国使用了3颗KH－12卫星，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。

    （3）“长曲棍球”雷达成像卫星
    “长曲棍球”雷达成像卫星是目前世界上唯一的军用雷达成像侦察卫星，它是美国21
世纪初空间雷达成像侦察的主要工具。它不仅特别适于跟踪舰船的活动，监视机动式弹道
导弹的动向，而且还能发现经伪装的武器装备，甚至能发现藏在地下数米深处的设施。

    “长曲棍球”卫星的主体呈八棱体，长8米，直径约4米，一对太阳能电池帆在轨道上
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。卫星设计寿命8年，运行倾角为57～68度
，轨道高度为670～703千米。

    该星的合成孔径雷达天线呈矩形，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。“长曲
棍球”卫星还载有用于目标识别的光学遥感器，以供KH－12详细成像之用。1997年10月23
日发射升空的第3颗“长曲棍球”卫星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。

    合成孔径雷达的工作波长（cm或mm级）远大于可见光（0.4μm）或远红外（8-14μm）
的波长，也远大于云雾中水滴（约5-16μm）和尘土（3-5μm）的直径，因而具有极强的穿
透云雾和尘土的能力，或称为全天候能力。合成孔径雷达又是主动发射电磁波来工作的，
从目标散射回来的信号不需依靠太阳光的照射，因而不论白天黑夜都可进行侦察，因而具
有全天时能力。

    据卫星跟踪专家指出，现在每日两次飞过伊拉克的“长曲棍球”卫星有分别于1991年
3月、1997年10月和2000年8月发射的三颗。例如，第一颗卫星每日上午11点向北飞行通过
伊拉克中部，下午8点30分向南再一次飞过。

    2．电子侦察卫星

    （1）“入侵者”卫星
    “入侵者”卫星是美国第五代电子侦察卫星，也是最新一代超大型静止轨道电子侦察
卫星。1995年5月14日美国发射了一颗电子侦察卫星，卫星重4.5吨，天线直径100米。据分
析，该卫星可能是“大酒瓶”卫星与“旋涡”卫星的组合体，兼具两者的功能。1996年4月
24日又发射了第二颗这种卫星。《简氏航天指南》认为这两颗卫星是“入侵者”卫星。19
98年5月9日发射的一颗信号情报卫星可能是第三颗“入侵者”卫星。

    由于美国对该型号卫星的消息采取保密态度，因此难以获得有关“入侵者”卫星的确
切资料。据分析认为，“入侵者”卫星汇集了“大酒瓶”、“奥里昂”、“旋涡”等卫星
的功能，是目前最先进的电子侦察卫星。

    （2）“白云”卫星
    “白云”卫星是美国从20世纪70年代开始发展的电子型海洋监视卫星，用于对海上舰
船和运动目标的雷达、通信信号进行跟踪和定位。“白云”卫星已经发展了两代，1990年
以前发射的是第一代，以后的是第二代，第二代也称为“天基广域监视系统”（SBWASS）
。第一代卫星从1976年4月30日首次发射到1989年9月6日最后一次发射，期间一共发射了1
0组40颗卫星。第二代卫星截止到目前共发射了3组12颗卫星。

    “白云”卫星系统由4组16颗卫星组网工作。每组4颗卫星，采取“一母三子”的形式
，由1颗大型母卫星和3颗小型子卫星组成。每组卫星同时一箭4星发射，子卫星与母卫星的
轨道相似，以几十千米的距离分布在母卫星周围，构成三角形，向母卫星传送数据。目前
在轨工作的“白云”卫星系统由第二代卫星组成。
    第二代“白云”卫星采用KH-12和“长曲棍球”卫星作为母卫星。母卫星装载光学成像
设备和雷达成像设备，分辨率高，并具备全天候、全天时监视能力。卫星组网，覆盖面积
大，重访周期短，可在北纬63.4度至南纬63.4度之间的地带每天监视30多次。

    3.预警卫星

    “国防支援计划”（DSP）系统是美国现役的预警卫星系统，其任务主要是提供弹道导
弹攻击预警，用于监视伊拉克的导弹发射。目前在轨的主要是第三代DSP导弹预警卫星。

    第三代DSP卫星尺寸加大，卫星高度9～9.9米（太阳电池展开后），红外望远镜从装有
燃料和电子仪器的舱体伸出3.6米，而前两代卫星高度为6.6米。第三代卫星比第一、二代
卫星重量分别增加1500千克和675千克。第三代DSP卫星有较强的生存能力，卫星望远镜的
红外焦平面设计为两部分，以保持红外探测器不被地基激光器致盲。而且卫星还有能力在
检测到被攻击企图后，从拦截器的打击范围机动出去。

     通信卫星

    军用通信卫星是承担战略通信和战术通信的主要手段，在作战指挥、情报传递等方面
发挥着巨大作用。通过军用通信卫星，如“国防卫星通信系统”（DSCS）、“跟踪与数据
中继卫星”系统（TDRS）、和“军事星”系统（Milstar）等，可双向传送数据、语音、图
象等各种信息，实现对战区内所有作战手段的指挥与协调。美军的“斩首”行动就是利用
通信卫星将地面人员侦察到的信息通知布什，并随即发出攻击命令。

    1.“国防卫星通信系统”

    “国防卫星通信系统”（DSCS）采用超高频（SHF）频段，可为美军所有军兵种提供全
球通信，包括语音、数据、图形和图象等通信。“国防卫星通信系统”的主管单位是美国
国防通信局（DCA），一共发展了三代，第三代卫星的主承包商是洛克希德·马丁公司，每
颗第三代卫星的成本约为1.6亿美元。

    美国从1982年开始发射第三代卫星DSCS-3。美国国防部一共定购了14颗DSCS-3卫星，
将在2003年完成全部卫星部署。

    第三代“国防卫星通信系统”的标准星座由5颗工作卫星和至少3颗备用卫星组成，可
提供全球范围的高数据率保密通信。DSCS-3卫星采用加固技术，具备一定的抗核辐射能力
。采用多种扩频设备，具备较强的抗干扰能力。星上在超高频转发器之外还载有一个单信
道特高频（UHF）转发器，可以向战略核部队传送紧急指令，具备高度抗干扰能力。

    2.“军事星”

    “军事星”(MILSTAR)是美国国防部的新一代通信卫星，作为陆、海、空三军共用的战
略和战术相结合的军用卫星通信系统，MILSTAR具有抗干扰性和保密性、抗核爆炸等特点。
作为具有核威胁时期的生存能力而研制的MILSTAR-1，能在核攻击后自主地工作。卫星及其
搭载装置在防间接核攻击的同时，地面设施也设计成能在核环境下使用。

    “军事星”系统卫星数目为6颗，包括2颗第一代“军事星”（“军事星”-1）和4颗第
二代“军事星”（“军事星”-2）。“军事星”系统的主管单位是美国空军下设的联合军
事星计划办公室（JMPO），主承包商是洛克希德·马丁公司，“军事星”-1卫星的成本为
10亿美元，“军事星”-2卫星的成本为8亿美元。两颗“军事星”-1卫星已于1994年2月和
1995年11月发射入轨。4颗MILSTAR—Ⅱ已经有两颗分别于2001年和2002年先后发射入轨。

    3.“跟踪与数据中继卫星”

    “跟踪与数据中继卫星”是一种军民两用通信卫星，任务是转发地面站对低、中轨道
航天器的跟踪测控信号和中继从航天器发回地面的信息。美国从20世纪80年代初开始部署
“跟踪与数据中继卫星”系统，到90年代中期才完成系统配置，建成完全实用的系统。美
国的“跟踪与数据中继卫星”到目前一共发展了两代，第一代共7颗卫星，已经发射完毕，
第二代共3颗卫星，现已发射了2颗，将在2003年完成部署。

    第一代卫星提供S频段和Ku频段中继服务，平均系统利用率达到99％。第二代卫星在S
频段和Ku频段的基础上又增加了Ka频段，数据传输速率有很大提高。

    导航定位卫星

    导航定位卫星为地面、海上、空中的各种打击力量提供导航定位服务。导航定位卫星
是布置在太空的导航台，可提供全球、全天候、高精度的导航定位，为各军兵种联合作战
提供精确的空间、时间和信息保障。此次对伊战争，美军更广泛地应用了导航定位卫星，
极大地提高了精确制导武器系统的打击精度，并为战机飞行提供精确导航。此次对伊战争
中，美、英军队使用的“战斧”巡航导弹都使用了GPS卫星定位系统，命中精度可达到10米
以内。执行任务的士兵都携带GPS装备。

    导航定位卫星包括GPS-2和GPS-2R，共计24颗。其中GPS-2R是从1997年开始发射的第二
代GPS卫星，军用信号的定位精度从16米提高到10米。

    地球资源卫星

    1.“伊科诺斯”卫星
    “伊科诺斯” (Ikonos)卫星能从低轨道获取1米分辨率的黑白图象和4米分辨率彩色图
象。这些照片可测绘地区和当地地图，公用设施管理，土地利用，道路规划，地形详查，
野生植物管理，环境监测，矿物和油气勘探，新闻事件调查或救灾，农业估产和林业生产
调查等，也可用于军事侦察、监视、测绘和战场环境探测。

    “伊科诺斯”卫星采用了与“铱星”相同的LM900小型卫星平台，卫星质量仅为1000千
克。它的望远镜装备有一个悬臂式三轴姿态控制系统，能精确瞄准地面上的目标。望远镜
的镜面研磨的精度极高，误差可以用原子来度量，因此可以从680千米高的轨道上分辨出地
面不大于1米的物体。“伊科诺斯”卫星的图象灰度可达2000，远远高于其它遥感图象256
级的灰度。由于其运行轨道（680千米太阳同步轨道）比一般照相侦察卫星的轨道（200千
米左右低轨道）高，所以有更大的视场和更高的重仿频率。

    2.“陆地卫星”

    “陆地卫星” （Landsat）是美国的对地观测卫星系统，它利用多个星载遥感器来对
陆地进行综合观测，获得的丰富信息不仅可用来支持研究污染、水利、农业、海洋、林业
、地质、制图学，也能用于军事侦察、测绘和战场环境观测。

    目前在轨运行的是“陆地卫星-7”。“陆地卫星-7”的黑白分辨率为15米，而多光谱
遥感器

    “陆地卫星-7”运行在705千米高的圆形太阳同步轨道上，能快速、系统地获取大范围
战场环境信息。

    3.“快鸟”卫星

    “快鸟”（Quickbird）商业遥感卫星能为用户提供高分辨率的地面数字图象，不仅可
用于民用领域，也可用于军事侦察和军事测绘。

    1998年，美国国防部的国家图象与测绘局与地球观测公司签订了价值数百万美元的多
年合同，用来购买遥感图象产品。

    “快鸟”卫星在提高时间分辨率，缩短重访周期方面采取了一些措施。星体能在飞行
中前后左右＋/－30度范围内调整姿态指向，以扩大瞄准目标的范围。卫星一幅照片可覆盖
22千米×22千米，视场可达360千米。卫星轨道为600千米高、52度倾角的圆轨道，飞越赤
道的时间可变。其重访周期可短至1天，也可视需要调整到4天。“快鸟”卫星采用了推扫
线性阵列遥感器，黑白分辨率为0.62米，彩色分辨率为3.2米。

    气象卫星

    气象卫星为战区的指挥系统提供近、中、远期气象预报，这些信息将与C4I系统中的其
它信息进行综合分析。其结果将对战役的进程产生重大的影响。如伊拉克地区若出现大的
沙尘暴，有时能见度可能会下降到只有几米，这将会严重干扰精确制导武器，影响直升机
的作战性能，增加出现意外事故的概率，甚至使军事行动无法执行。

    在这次伊拉克战争中，美国将主要使用“国防气象卫星”提供气象服务。“国防气象
卫星”能为军事用户和民用客户提供气象数据以及陆地、海洋和日－地物理数据。它获取
的云图分布信息对卫星照相侦察很有用。

    在1991年的海湾战争和1999年的科索沃战争中，“国防气象卫星”都为美军提供了气
象信息保障。1998年6月，美国空军把“国防气象卫星”的控制权移交给美国商业部下属的
国家大气与海洋局（NOAA），并撤销了操作“国防气象卫星”的第六空间操作中队。

    “国防气象卫星”至少采用2颗卫星组网，运行在太阳同步的近圆轨道上。一颗卫星在
清晨和傍晚提供信息，另一颗卫星在中午和半夜提供信息。卫星可以采用存储转发和实时
传输两种方式传输数据。这种卫星能区分直径仅为610米的小片云彩。它除了具有可见光和
红外探测器以外，还有微波成像仪，能探测不同高度大气的微波辐射和温度。 (航天信息
中心 刘晓川)




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  那里湖面总是澄清
  那里空气充满宁静
  雪白明月照亮大地
  藏着你不愿提起的回忆 

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