前不久，國外媒體公開展示的幾幅衛(wèi)星照片“刷爆”了朋友圈，引來廣大網(wǎng)友關(guān)注。這些衛(wèi)星照片的內(nèi)容是我國海軍航母艦艇編隊(duì)在海上航行的場景。事實(shí)上，這些“諜照”就來自遙感衛(wèi)星影像。衛(wèi)星遙感是航天遙感的重要組成部分，以人造地球衛(wèi)星為遙感平臺，主要利用光電、無線電或雷達(dá)等技術(shù)手段，從太空直接對地表目標(biāo)實(shí)施偵察監(jiān)視、跟蹤預(yù)警，因此也被稱作衛(wèi)星家族中的“頭號間諜”。目前，衛(wèi)星遙感技術(shù)被廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域，全世界的一舉一動都逃不過衛(wèi)星遙感的“千里眼”。
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衛(wèi)星遙感：對地觀測布下“天羅地網(wǎng)”
■陸天歌 張璦敏
制圖：劉程
前不久，國外媒體公開展示的幾幅衛(wèi)星照片“刷爆”了朋友圈，引來廣大網(wǎng)友關(guān)注。這些衛(wèi)星照片的內(nèi)容是我國海軍航母艦艇編隊(duì)在海上航行的場景。
事實(shí)上，這些“諜照”就來自遙感衛(wèi)星影像。衛(wèi)星遙感是航天遙感的重要組成部分，以人造地球衛(wèi)星為遙感平臺，主要利用光電、無線電或雷達(dá)等技術(shù)手段，從太空直接對地表目標(biāo)實(shí)施偵察監(jiān)視、跟蹤預(yù)警，因此也被稱作衛(wèi)星家族中的“頭號間諜”。目前，衛(wèi)星遙感技術(shù)被廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域，全世界的一舉一動都逃不過衛(wèi)星遙感的“千里眼”。
給地球來個高清“寫真”
說起衛(wèi)星遙感，你可能還有些陌生，但你一定聽說過“谷歌地球”。印度軍方曾在好奇心的驅(qū)使下安裝了這款“上帝之眼”，結(jié)果印度總統(tǒng)府、孟買軍港以及正在建造的航母全部一覽無余。軍事隱私暴露得“一絲不掛”，使印度軍方勃然大怒。這件事在一定程度上顛覆了人們對于軍事情報的認(rèn)知。
很久以前，人們就想換個角度看地球。遙感技術(shù)就好比“懸絲診脈”，不直接接觸卻能“隔空”收集信息。從最開始的航空照相機(jī)，到后來伴隨著航天技術(shù)的發(fā)展，相繼出現(xiàn)的火箭和衛(wèi)星，都為遙感技術(shù)提供了一個“施展拳腳”的全新舞臺。
要想給地球來個高清“寫真”，分辨率自然越高越好。對于低軌衛(wèi)星，一般要求空間分辨率優(yōu)于1米才能算作是高分辨率，這也意味著衛(wèi)星能在60萬米高空看清地面上汽車車體的輪廓。一般認(rèn)為，分辨率優(yōu)于0.3米的都可被視為軍用級別，目前已經(jīng)出現(xiàn)了分辨率達(dá)到0.1米的高分辨率遙感衛(wèi)星，不僅能看清地面上的男女老少，甚至連車牌號都一清二楚，就更別提在戰(zhàn)場上搞什么“動作”了。
為了把來自空天的“藝術(shù)照”拍得更清晰一些，遙感衛(wèi)星一般都會運(yùn)行在近地太陽同步軌道上。但并不是有了衛(wèi)星遙感，實(shí)現(xiàn)“上帝視角”就再也沒什么難度。衛(wèi)星遙感是現(xiàn)代航天技術(shù)的“集大成者”，涉及遙感探測器、信息記錄傳輸、數(shù)據(jù)處理提取等諸多技術(shù)難題。只有高效處理海量遙感數(shù)據(jù)，才能充分發(fā)揮衛(wèi)星遙感在測繪偵察、導(dǎo)彈預(yù)警和武器制導(dǎo)等領(lǐng)域的價值。
放置太空的自拍“神器”
遙感技術(shù)的興起，可追溯至19世紀(jì)中期。1858年，法國人首次搭乘熱氣球在巴黎上空進(jìn)行了空中攝影，從此掀起了給地球“自拍”的浪潮。隨著航天技術(shù)和信息處理能力的顯著提升，衛(wèi)星遙感迅速將人類帶入了一個立體多層次、全方位和全天候的對地觀測新時代。尤其是衛(wèi)星遙感在近幾場局部戰(zhàn)爭中的突出表現(xiàn)，更促使各國紛紛開展軍用衛(wèi)星遙感系統(tǒng)研究。各類不同軌道、不同技術(shù)手段、不同分辨率相互彌補(bǔ)的衛(wèi)星遙感系統(tǒng)，可高效及時提供多樣化遙感數(shù)據(jù)，初步構(gòu)成了對地觀測的“天羅地網(wǎng)”。
1999年，美國太空成像公司發(fā)射了世界上首顆商業(yè)高分辨率遙感衛(wèi)星。大名鼎鼎的谷歌地圖，就是利用衛(wèi)星遙感影像、航空照相和地理信息系統(tǒng)搭建的三維地球模型，任何人都可以足不出戶來一場“環(huán)球旅行”。近年來，美軍從作戰(zhàn)任務(wù)需求出發(fā)，高度重視用于偵察監(jiān)視的衛(wèi)星遙感系統(tǒng)研發(fā)，目前較為著名的衛(wèi)星系統(tǒng)主要包括“鎖眼”系列光學(xué)偵察衛(wèi)星和“長曲棍球”雷達(dá)成像衛(wèi)星等。“鎖眼”-12號衛(wèi)星的最高分辨率已經(jīng)達(dá)到0.1米，是當(dāng)前世界上最先進(jìn)的光學(xué)成像偵察衛(wèi)星之一。
在衛(wèi)星遙感領(lǐng)域，俄羅斯尤其注重遙感衛(wèi)星星座建設(shè)，目前已經(jīng)初步建立起包括光學(xué)偵察衛(wèi)星、雷達(dá)偵察衛(wèi)星、電子偵察衛(wèi)星、民用遙感衛(wèi)星等天基偵察體系。近年來，俄羅斯成功部署多枚“獵豹”系列衛(wèi)星，另有3顆“資源”系列遙感衛(wèi)星也成為天基偵察能力的重要補(bǔ)充。預(yù)計到2019年，俄軍還將發(fā)射新一代“拉茲丹”光學(xué)偵察衛(wèi)星，或?qū)⒊蔀槎碥姽鈱W(xué)成像衛(wèi)星遙感的主角。
實(shí)時進(jìn)行的戰(zhàn)場“直播”
衛(wèi)星遙感的突出特點(diǎn)就是“站得高看得遠(yuǎn)”，不受國界和地理?xiàng)l件限制，能輕易獲得相關(guān)數(shù)據(jù)情報。遙感在軍事上的偵察應(yīng)用，主要包括對特定區(qū)域戰(zhàn)略目標(biāo)的監(jiān)視確認(rèn)、偵察對方軍事部署、輔助分析局部地形資源、幫助進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)行動方案判斷等。從衛(wèi)星遙感所獲取的照片中，我們能清晰地看出機(jī)場跑道、滑行中的飛機(jī)和導(dǎo)彈發(fā)射架等重要軍事設(shè)施，甚至還能區(qū)分出坦克和車輛的類型，一切軍事秘密都將暴露無遺。
除單純用于軍事偵察外，衛(wèi)星遙感還能在導(dǎo)彈預(yù)警、海洋監(jiān)視、武器制導(dǎo)、氣象探測等領(lǐng)域大顯身手。衛(wèi)星上的紅外遙感器能敏銳覺察到洲際彈道導(dǎo)彈噴出火焰中的紅外輻射，進(jìn)而探測跟蹤導(dǎo)彈的發(fā)射與飛行，爭取到更多的導(dǎo)彈預(yù)警時間。從上個世紀(jì)70年代開始，美國就為戰(zhàn)略巡航導(dǎo)彈增加了地形匹配制導(dǎo)技術(shù)。這種以地形輪廓線為特征提高命中精度的方式，離不開衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的大力支撐。
未來，衛(wèi)星遙感還將向著多種遙感手段相結(jié)合、提高空間與時間分辨率、小型低成本和可應(yīng)急發(fā)射方向發(fā)展。提供此次我國海軍艦艇演習(xí)衛(wèi)星照片的美國“星球?qū)嶒?yàn)室”公司，部署的絕大部分遙感衛(wèi)星都是微納衛(wèi)星，主要通過大量低成本的微型衛(wèi)星星座實(shí)現(xiàn)覆蓋率更高的衛(wèi)星遙感服務(wù)。
當(dāng)然，衛(wèi)星遙感也有自己的“煩心事”。隨著軍事偽裝技術(shù)日新月異，已先后出現(xiàn)過多次“瞞天過?！钡能娛缕垓_案例。同時，從衛(wèi)星上奔涌而來的海量大數(shù)據(jù)，也增加了后續(xù)處理的技術(shù)難度?？磥恚畔⒒瘧?zhàn)場衛(wèi)星遙感偵察與反偵察的博弈，還只是剛剛開始。
