從衛(wèi)星上能看清什么

　　張召忠

　　60年代以后，世界進(jìn)入了航天時(shí)代。按照現(xiàn)行的國(guó)際法慣例，一國(guó)領(lǐng)空僅限于80~110千米以下，在此之上的太空像公海一樣屬于公空，誰(shuí)有能力誰(shuí)就可以任意搶占和利用，如果在公空使用衛(wèi)星進(jìn)行照相偵察，再也不用擔(dān)心類似U-2偵察機(jī)那樣因侵犯別國(guó)領(lǐng)空而遭受的那些譴責(zé)了。

　　美國(guó)在多年進(jìn)行航空照相偵察的基礎(chǔ)上，研制了專門的高精度照相機(jī)，并把它裝在照相偵察衛(wèi)星上，送入茫茫太空。同樣一架視角為20度的照相機(jī)，裝在3000米高空的偵察機(jī)上，1張照片只能拍攝1平方千米的地面面積；如果把它放在300千米高的衛(wèi)星上，1張照片可以覆蓋1萬(wàn)平方千米的地面面積。如果把照相機(jī)放在地球同步軌道上，一顆衛(wèi)星可以拍攝42%的地球表面。照相偵察衛(wèi)星距離地球最近的距離為150~200千米，在這個(gè)高度上，能把4萬(wàn)多平方米的地區(qū)拍攝在一張照片上，它相當(dāng)于幾十乃至上百?gòu)埡娇照掌�所包含的信息量�?/p>

　　照相偵察衛(wèi)星的數(shù)量最多，技術(shù)也最成熟。其發(fā)射的數(shù)量占衛(wèi)星總量的40%，占軍用衛(wèi)星總量的60%以上。美國(guó)空軍和中央情報(bào)局從60年代初開始發(fā)射照相偵察衛(wèi)星，目前已經(jīng)發(fā)射了6代共230多顆衛(wèi)星。開始階段，衛(wèi)星的工作壽命只有幾天或幾十天，70年代以后延長(zhǎng)到2~3年，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到6年。由于照相機(jī)分辨率較低，所以衛(wèi)星分為普查和詳查兩種類型，從第4代大鳥KH-9衛(wèi)星開始，就把普查和詳查結(jié)合起來(lái)由一顆衛(wèi)星同時(shí)負(fù)責(zé)。開始階段照相偵察衛(wèi)星的地面分辨率較低，為3~6米，第4代大鳥衛(wèi)星提高到0.30米，現(xiàn)在的第6代衛(wèi)星如果軌道下降到160千米時(shí)，分辨率可以達(dá)到0.10米。

　　70年代以前，照相偵察衛(wèi)星要想把所拍攝的地面戰(zhàn)場(chǎng)圖像傳送到指揮部，通常有兩種方式：一是在衛(wèi)星上自動(dòng)沖洗膠片，然后把影像信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)傳回地面站，再將這些電信號(hào)還原為影像資料，這種方式傳輸速度快，但分辨率低，一般用來(lái)進(jìn)行大面積普查。二是把拍好的膠卷送入回收艙，根據(jù)地面指令衛(wèi)星將回收艙彈出，由飛機(jī)在空中回收，或在地面或海面回收。這種方式分辨率較高，通常用來(lái)進(jìn)行詳查。

　　70年代中期以后，美國(guó)研制出了數(shù)字圖像傳輸型的照相偵察衛(wèi)星，它不再使用膠卷，改用掃描成像型遙感器來(lái)攝制場(chǎng)景圖像，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)衛(wèi)星數(shù)據(jù)系統(tǒng)傳回地面的圖像判讀中心，自動(dòng)轉(zhuǎn)換成一幅幅高清晰度圖像，可以顯示在屏幕上，也可以記錄在磁帶或膠片上。過(guò)去，從衛(wèi)星拍攝圖像到判讀人員看到這幅圖像需要半個(gè)月甚至一個(gè)多月的時(shí)間，現(xiàn)在采用數(shù)字技術(shù)后，這個(gè)過(guò)程縮短到一個(gè)半小時(shí)。

　　海灣危機(jī)爆發(fā)以后，美軍中央司令部在制定對(duì)伊拉克和科威特的轟炸及攻擊方案時(shí)發(fā)現(xiàn)，他們手頭所掌握的地圖都是10~30年前的舊地圖，根本無(wú)法作為軍事行動(dòng)和目標(biāo)計(jì)劃的參照資料，為此，決定啟用陸地型多光譜圖像衛(wèi)星。這種衛(wèi)星也稱遙感衛(wèi)星，一般裝有多光譜照相機(jī)、多光譜電視和掃描儀，目前俄羅斯和法國(guó)都有類似的衛(wèi)星。

　　海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)使用的是1984年發(fā)射的陸地-5型衛(wèi)星，軌道的高度為700千米，裝有7波段、4波段多光譜掃描儀及熱紅外波段掃描儀。美國(guó)國(guó)防測(cè)繪局在戰(zhàn)前利用該衛(wèi)星拍攝的多光譜圖像資料繪制了戰(zhàn)區(qū)的最新地圖，對(duì)計(jì)劃攻擊的路道、橋梁、機(jī)場(chǎng)、工廠、發(fā)電廠、核化工廠等目標(biāo)進(jìn)行了準(zhǔn)確標(biāo)注；對(duì)82空降師擬定實(shí)施空降地域的地層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，主要是探測(cè)有無(wú)雷區(qū)、陷阱或妨礙機(jī)降的障礙物；對(duì)水表層以下30米深的底層結(jié)構(gòu)特徵進(jìn)行了分析，滿足了海軍陸戰(zhàn)隊(duì)兩棲登陸作戰(zhàn)計(jì)劃的需求。

　　1990年8月，海灣危機(jī)爆發(fā)之后，美國(guó)想利用這個(gè)機(jī)會(huì)試驗(yàn)一下最新研制的戰(zhàn)斧式巡航導(dǎo)彈。戰(zhàn)斧導(dǎo)彈采用的是慣性導(dǎo)航＋地形匹配＋數(shù)字景像匹配區(qū)域相關(guān)制導(dǎo)方式，要求在發(fā)射之前必須為它選定一條線路，即1300千米沿途的高山、丘陵、大海、沙漠等地形特徵都要進(jìn)行照相并標(biāo)出準(zhǔn)確的方位、距離、大小及高度，最終形成一幅幅測(cè)繪地圖。然后，把測(cè)繪地圖變成數(shù)字地圖并輸入到導(dǎo)彈的計(jì)算機(jī)中去，并通過(guò)一系列的指令和程序確定導(dǎo)彈的飛行路線，這樣，導(dǎo)彈才能按照設(shè)定的路線飛行，在飛行中自己尋找并核對(duì)為它確定的地形、地物和參照標(biāo)志，如果發(fā)現(xiàn)已經(jīng)偏離預(yù)定航向，可自行進(jìn)行必要的航線修正。進(jìn)入目標(biāo)區(qū)之后，再把彈上儲(chǔ)存的目標(biāo)圖像和實(shí)際目標(biāo)景像進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)明正身并確定準(zhǔn)確無(wú)誤之后，便開始攻擊。由此可見，導(dǎo)彈對(duì)照片的分辨率和精確度的要求是很高的。

　　星載照相機(jī)分辨率的高低主要取決于視場(chǎng)面積和照片質(zhì)量。目前光學(xué)焦距最大只能達(dá)到6米，從理論上來(lái)講，這種焦距可使150千米高空飛行的衛(wèi)星具有對(duì)地面0.15米物體的分辨能力。實(shí)際上，并不是所有情況下都需要如此高的分辨率，對(duì)一個(gè)軍事目標(biāo)，首先需要發(fā)現(xiàn)它，然后是識(shí)別，最后才是成圖。

　　在200多千米高的外層空間要想發(fā)現(xiàn)地面或海面上的某些軍事目標(biāo)是比較容易的，分辨率30米的衛(wèi)星就可以發(fā)現(xiàn)港口、基地或處于水面航行狀態(tài)的潛艇等較大型目標(biāo)。具有3~7米的分辨率便可發(fā)現(xiàn)橋梁、雷達(dá)、無(wú)線電通信設(shè)備、機(jī)場(chǎng)、小股部隊(duì)、飛機(jī)、導(dǎo)彈陣地、指揮所、水面艦艇、公路等較小的目標(biāo)。如果要詳細(xì)識(shí)別這些目標(biāo)，則需要具有3~0.3米分辨率。要想比較具體地描述出飛機(jī)和車輛等較小目標(biāo)的特徵，則需要具有0.15米或更高的分辨率。但是，如果詳細(xì)描述橋梁、鐵路、公路、導(dǎo)彈陣地、水面艦船和露出水面的潛艇等較大型目標(biāo)的特徵，只要0.3~0.9米的分辨率就可以了。對(duì)于地形、港口、海灘、工廠等較大型目標(biāo)，只要有1.5米左右的分辨率就可以。

　　有人傳說(shuō)，從衛(wèi)星上可以清楚地分辨出汽車牌照，可以分辨出是大人還是小孩，甚至可以看清人的五官和相貌。到底能不能達(dá)到這樣高的分辨率呢？1983年9月11日《紐約時(shí)報(bào)》刊載的美國(guó)軍事記者德魯.米德爾的一篇報(bào)導(dǎo)中披露：“在160千米以上高空運(yùn)行的衛(wèi)星所拍攝的照片，經(jīng)過(guò)放大后，有一次竟然顯示了蘇聯(lián)一艘巡洋艦甲板上的螺栓。在另一張照片上，居然看到一個(gè)人在看報(bào)，衛(wèi)星照片上清楚地顯示了《真理報(bào)》的字樣�！�

　　(摘自《今晚報(bào)》2000.1.17.)