美国军用卫星现状与性能(多图)


　　美国从60年代初开始发射军用卫星，迄今已发射了数百颗,现在在使用的约一百颗这样。这些卫星在侦察、监视、预警、通信和气象等领域发挥着重要作用。美军在科索沃战争中就动用了由“大酒瓶”静止轨道卫星、“雪貂”-D极地轨道卫星和“折叠椅”大椭圆轨道卫星等8颗卫星组成的电子侦察卫星系统，由KH-12、“长曲棍球”、“太阳神”-l和其它小卫星等10～12颗卫星组成的成像侦察卫星系统，16颗海洋监视卫星系统以及“国防支援计划”（DSP）等30多颗卫星，为美军提供了大量的情报资料。
　　美国发射的军用卫星约占美国发射卫星数量的一半。这些卫星数量多、种类全，从性能上讲主要分为6类，即侦察卫星、导弹预警卫星、海洋监视卫星、通信卫星、测地和绘图卫星及国防气象卫星。
一、侦察卫星
　　1.成像侦察卫星
　　自1960年美国第一颗成像侦察卫星问世以来，迄今已发展到第6代。目前在轨使用的成像侦察卫星有5颗，即3颗KH-12与2颗长曲棍球，进行军事侦察，以提高时间分辨率。与先前的KH系列相比，KH-12卫星通过采用先进的自适应光学成像技术，可在计算机的控制下随观测视场环境的变化灵活地改变主透镜表面曲率，从而有效地补偿了大气影响造成的观测影像畸变。KH-12卫星上载有充足的燃料，可实现机动变轨。它不仅有光／近红外成像仪，还增装了热红外成像仪，可用于对地下核爆炸或其它地下设施进行监测。长曲棍球作为目前世界上唯一的军用雷达成像卫星，采用了合成孔径雷达技术。当雷达工作在X波段时，可在云、雨、雾、黑暗和烟尘环境下完成对地面目标的全天候侦察。当雷达工作在20～90兆赫时，雷达波长为米级，绕射穿透能力较强，对假目标、伪装后目标以及地下深处的设施具有一定的识别能力。
根据卫星照片不同的使用情况，对地面分辨率提出了不同的要求，共分为四级。第一级是发现，指大致知道目标形态，从照片上仅仅能判断目标的有无；第二级是识别，指发现目标较为细致，能够辨识目标，例如是人还是车，是大炮还是飞机；第三是确认，能较为详细地区分目标，能从同一类目标中指出其所属类型，例如车辆是卡车还是公共汽车，房子是民房还是军队营房；第四是描述，能更为细致地知道目标的具体形状，识别目标的特征和细节。例如能指出飞机、汽车的型号和舰船上的装备等。在这四级中，“发现”要求的地面分辨率最低，“描述”所要求的地面分辨率最高。
..目前，世界上最先进的照相侦察卫星是美国的KH－12“高级锁眼”可见光侦察卫星，其分辨率已达到0.1~0.15米，有“极限轨道平台”之称。

　　由于成像侦察卫星传输的数据量极大，并且要防止被他国截获数据，因此必须依靠数据中继星实现大容量、高速率的数据实时中继。美国国家侦察办公室部署的数据中继卫星本身并不搜集图像情报或信号情报，用于中继侦察卫星获取的数据。新型的中继星重约3000～4000公斤，工作寿命为7年。星上除装有数据中继设备外，还装有红外预警系统，用于探测弹道导弹的发射。
　　另外美军还利用发射的高分辨率商用卫星实现对地面目标的侦察，如利用伊克诺斯-2卫星发现了朝鲜的导弹发射基地。
美国电子侦察卫星类型运行轨道 运行轨道 第一代（20世纪60年代） 第二代（20世纪70年代） 第三代（20世纪80年代） 第四代（20
世纪90年代） 第五代（21世纪初）
地球静止轨道 均为低轨道卫星 峡谷 小屋，漩涡 水星 入侵者
地球静止轨道 流纹岩 大酒瓶，猎户座 顾问
大椭圆轨道 折叠椅 军号 --
极地轨道 -- -- -- 雪貂 --
　　2.电子侦察卫星
　　电子侦察卫星亦称电子情报卫星，主要用于截获雷达、通信系统的传输信号，探测敌方军用电子系统的性质、位置和活动情况以及新武器的试验和装备情况。由于电子侦察卫星运行的轨道高，特别是静止轨道电子侦察卫星，它所接收的地面信号是低轨道卫星的1／5l00，因此必须采用高灵敏度的大型接收天线，故又称为“大天线杀。美国自1962年开始发射电子侦察卫星，至今已发展到第4代（见表1）。到目前共发射详查型、特殊型、普查型、同步型、大椭圆轨道型和新型极轨道电子侦察卫星近百颗，除详查型和特殊型已停止使用外，其余均在轨工作。
　　（1）普查型电子侦察卫星。该种卫星能大面积侦察各种无线电信号和雷达脉冲信号，且具有定位功能，并能测出其工作频率及扫描方式。
　　（2）同步型电子侦察卫星。现主要有漩涡和大酒瓶两种。漩涡主要用于截获外交、军事通信信号、雷达信号和新型导弹的试验用遥测信号。大酒瓶对于高频信号、超高频信号具有较强的信号处理能力，用于截获导弹遥测信号、雷达信号、微波通信和无线电话等。
　　（3）大椭圆轨道型电子侦察卫星。采用双星组网，用于截获军事活动信号并探测反导弹雷达以及空间跟踪雷达。美国在1985年和1987年发射的军号对前苏联北极地区进行了电子侦察，获取了大量的情报资料。
　　（4）新型极轨道电子侦察卫星。1992年4月开始发射，除装载电子侦察接收机外，还载有可用于导弹预警的红外遥感器，由6颗星组网。
二、导弹预警卫星
　　美国自1958年开始研制导弹预警卫星，到20世纪60年代末期开始实施国防支援计划（DSP），用于监测战略和战术导弹的发射。卫星采用地球同步轨道，以5颗卫星组网，其中3颗工作，2颗备用，可对来袭的洲际弹道导弹提供25～30分钟的预警时间，对潜射弹道导弹提供10～15分钟的预警时间。该系统最新型的卫星DSP-13的探测灵敏度大大提高，可探测到空中军用飞机尾焰的红外辐射。同时，美国的地面系统经改进后，可同时接收和处理多颗卫星的信息，在敌战术导弹发射几秒钟内，将导弹发射时间、地点、袭击目标和到达目标的预计时间传送给战区司令部。其处理速度比1991年海湾战争中所用的系统要快得多，也就是说，在飞毛腿导弹发射30秒后即可向战区司令部发出预警。

　　三、海洋监视卫星
　　美国从1968年开始研制海洋监视卫星（即海军海洋监视卫星（NOSS）计划，又称白云计划）。该卫星装有电子情报接收机，可侦测海洋上大范围的舰船雷达与无线电信号，并确定舰队的规模和动向。其特点是侦测面积大，工作寿命长，传递信息近实时。该计划于60年代末启动，到1995年发射最后一组卫星。此后，接替它的是天基广域监视系统（SBWASS）。
　　l.NOSS计划
　　美国的NOSS星座是由1颗主卫星（NOSS卫星）和 3颗子卫星（SSU）组成。主卫星入轨后弹射出3颗子卫星。子星以几十公里的间隔分布在主卫星周围，以三角测量技术对海上舰船定位，并向主卫星传送数据。子星的轨道与主卫星相似。在海湾战争期间，NOSS不仅侦察到伊拉克的飞鹰号雷达的信号，而且还侦察到伊方的小型雷达监视气球网的运动。
表2 SBWASS卫星的主要技术参数 卫星 轨道高度
（公里） 倾角
（度） 质量
（公斤） 寿命
（年） 遥感器
TRIPLET 1100 63.43 2800 >5 红外相机
SINGLETON 780 85 1500 >5 扫描雷达
电子侦察
信号接收机
　　2.SBWASS
　　SBWASS不同于NOSS，它是成像侦察卫星系统，起初由两个系统运作，即SBWASS海军型和SBWASS空军陆军型，后来这两个系统合并成一个系统，即SBWASS合并型系统，属于国防部管辖。SBWASS海军型系统由3颗TRIPLET卫星组成星座（见表2），每颗卫星上装载高灵敏度红外相机，主要侦察对象是敌方的水面舰队和潜艇。此外，它也对飞机进行侦察。其主要特征是红外CCD灵敏度高，具有足够能力探测水面舰船与潜艇，并且能够全天候侦察。SBWASS空军陆军型系统由3颗SINGLETON卫星组成星座，目的是进行战略空中防御，主要侦察对象是敌方的飞机。此外，它还可对水面舰船进行侦察。SBWASS合并型的卫星称为奥林匹克卫星，目前已进入评估和验证阶段。

　　四、通信卫星
　　1.军事卫星通信系统
　　该系统为战时基本需求提供保密、抗干扰的指挥与通信保障。该系统卫星采用微波频带通信，用于在爆发核战争时国家最高决策层与军事领导人的联系和发布核战命令，可连接军舰、潜艇、飞机、地面车辆和单兵便携式接收机。现主要有军事星2。美国正在加快第三代军事星的研制工作，并计划于2004年12月发射探路者作为第三代军事星的过渡。
　　2.国防卫星通信系统（DSCS）
　　该系统是为战场指挥官传递指挥与控制信息的超高频通联系统，具有抗核打击和抗干扰能力。1982年首次发射，由5颗星组网。最新型的第三代国防卫星通信系统卫星DSCS-3重约1230公斤，轨道高度35880公里，计划2000年初至2003年5月共发射4颗。
　　3.极地军事卫星通信系统
　　该系统可确保作战人员的极地通信能力。现在轨的第一颗星是1997年底发射的，卫星重213公斤，轨道高度40708公里。
　　4.舰队通信卫星系统
　　舰队通信卫星系统用于美国空军和海军的超高频通信。该系统将逐渐被特高频后继星所取代。
　　5.特高频后继星（UFO）
　　特高频后继星属于美军新一代通信卫星，用于特高频和极高频通信。该系统的特点是通信容量比舰队通信卫星系统提高了近一倍。同时，它还表明美军卫星侦察系统从战略应用向战术应用的过渡。
　　6.全球定位系统（GPS）
　　全球定位系统是美国的第二代卫星导航系统，采用双频时间测距导航体制，能向全球任何地点和近地空间的用户提供24小时不间断的三维导航定位服务。GPS导航星发布军用和民用两种导航信息。军用信息采用精密P码调制，理论定位精度约为0.29～2.9米。GPS系统现有28颗星在轨，其中包括8颗波音公司研制的 GPS-2卫星、18颗波音公司研制的GPS-2A卫星和 2颗洛克西德·马丁公司研制的GPS-2R卫星。美国空军正打算研制新一代GPS导航卫星，同时对现有卫星进行改造，以提高它们的抗干扰能力。
　　7.全球广播业务系统（GBS）
　　美国国防部于1995年12月提出建设全球广播业务系统计划，并在1998年3月和10月在美国海军发射的特高频后继星(UFO-8和UFO-9)上搭载了GBS有效载荷；在1999年发射UFO-10卫星时，又在星上搭载了GBS有效载荷。通过该系统的2个星座，3颗卫星实现了对全球的覆盖。该系统主要用于高带宽数据图像和视频传送，可直接向战区作战人员提供数字化地图、情报资料、气象数据和任务指令等多媒体数据。

　　五、测地和绘图卫星
　　近年来美国国防测绘局利用根据斯波特与陆地卫星的影像资料绘制他国地图。新发射的KH-12已经具有绘图功能。同时，美国海军根据UFO具有的实时雷达高度计测绘高程数据。

　　六、国防气象卫星计划（DMSP）
　　该系统可全面地为美军空中、海上、陆地和太空作战提供有关云层、气温、大气状况等信息。该系统包括2个星座，现有5颗星在轨。
　　从上面的分析看出，美军的卫星正在向一星多用发展，如军事星不仅可起到通信的作用，同时也可用于中继侦察卫星的数据；美军的军用卫星所携带的探测器种类和数据也在增加。此外，美军的军用卫星正在向小型化、高智能化和隐形化发展。