從衛(wèi)星上能看清什么

　　張召忠

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

　　美國在多年進行航空照相偵察的基礎上，研制了專門的高精度照相機，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，裝在3000米高空的偵察機上，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1萬平方千米的地面面積。如果把照相機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，在這個高度上，能把4萬多平方米的地區(qū)拍攝在一張照片上，它相當于幾十乃至上百張航空照片所包含的信息量。

　　照相偵察衛(wèi)星的數(shù)量最多，技術也最成熟。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。美國空軍和中央情報局從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年代以后延長到2~3年，現(xiàn)在已經(jīng)達到6年。由于照相機分辨率較低，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，就把普查和詳查結合起來由一顆衛(wèi)星同時負責。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，分辨率可以達到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)場圖像傳送到指揮部，通常有兩種方式：一是在衛(wèi)星上自動沖洗膠片，然后把影像信息轉變?yōu)殡娦盘杺骰氐孛嬲�，再將這些電信號還原為影像資料，這種方式傳輸速度快，但分辨率低，一般用來進行大面積普查。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，通常用來進行詳查。

　　70年代中期以后，美國研制出了數(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攝制場景圖像，并轉換成數(shù)字信號，經(jīng)衛(wèi)星數(shù)據(jù)系統(tǒng)傳回地面的圖像判讀中心，自動轉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。過去，從衛(wèi)星拍攝圖像到判讀人員看到這幅圖像需要半個月甚至一個多月的時間，現(xiàn)在采用數(shù)字技術后，這個過程縮短到一個半小時。

　　海灣危機爆發(fā)以后，美軍中央司令部在制定對伊拉克和科威特的轟炸及攻擊方案時發(fā)現(xiàn)，他們手頭所掌握的地圖都是10~30年前的舊地圖，根本無法作為軍事行動和目標計劃的參照資料，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、多光譜電視和掃描儀，目前俄羅斯和法國都有類似的衛(wèi)星。

　　海灣戰(zhàn)爭中，美國使用的是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。美國國防測繪局在戰(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，對計劃攻擊的路道、橋梁、機場、工廠、發(fā)電廠、核化工廠等目標進行了準確標注；對82空降師擬定實施空降地域的地層結構進行了分析，主要是探測有無雷區(qū)、陷阱或妨礙機降的障礙物；對水表層以下30米深的底層結構特徵進行了分析，滿足了海軍陸戰(zhàn)隊兩棲登陸作戰(zhàn)計劃的需求。

　　1990年8月，海灣危機爆發(fā)之后，美國想利用這個機會試驗一下最新研制的戰(zhàn)斧式巡航導彈。戰(zhàn)斧導彈采用的是慣性導航＋地形匹配＋數(shù)字景像匹配區(qū)域相關制導方式，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行照相并標出準確的方位、距離、大小及高度，最終形成一幅幅測繪地圖。然后，把測繪地圖變成數(shù)字地圖并輸入到導彈的計算機中去，并通過一系列的指令和程序確定導彈的飛行路線，這樣，導彈才能按照設定的路線飛行，在飛行中自己尋找并核對為它確定的地形、地物和參照標志，如果發(fā)現(xiàn)已經(jīng)偏離預定航向，可自行進行必要的航線修正。進入目標區(qū)之后，再把彈上儲存的目標圖像和實際目標景像進行對比，驗明正身并確定準確無誤之后，便開始攻擊。由此可見，導彈對照片的分辨率和精確度的要求是很高的。

　　星載照相機分辨率的高低主要取決于視場面積和照片質量。目前光學焦距最大只能達到6米，從理論上來講，這種焦距可使150千米高空飛行的衛(wèi)星具有對地面0.15米物體的分辨能力。實際上，并不是所有情況下都需要如此高的分辨率，對一個軍事目標，首先需要發(fā)現(xiàn)它，然后是識別，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。具有3~7米的分辨率便可發(fā)現(xiàn)橋梁、雷達、無線電通信設備、機場、小股部隊、飛機、導彈陣地、指揮所、水面艦艇、公路等較小的目標。如果要詳細識別這些目標，則需要具有3~0.3米分辨率。要想比較具體地描述出飛機和車輛等較小目標的特徵，則需要具有0.15米或更高的分辨率。但是，如果詳細描述橋梁、鐵路、公路、導彈陣地、水面艦船和露出水面的潛艇等較大型目標的特徵，只要0.3~0.9米的分辨率就可以了。對于地形、港口、海灘、工廠等較大型目標，只要有1.5米左右的分辨率就可以。

　　有人傳說，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。到底能不能達到這樣高的分辨率呢？1983年9月11日《紐約時報》刊載的美國軍事記者德魯.米德爾的一篇報導中披露：“在160千米以上高空運行的衛(wèi)星所拍攝的照片，經(jīng)過放大后，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，居然看到一個人在看報，衛(wèi)星照片上清楚地顯示了《真理報》的字樣�！�

　　(摘自《今晚報》2000.1.17.)