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美国KH-12照相侦察卫星及其情报处理体系
作者:真楚再战风云    文章来源:博客    点击数:    更新时间:2008-4-22

  军事卫星情报在现代战争中的作用日趋重要和突出,各国对军事卫星情报的需求也不断增加。在众多军事卫星中最成熟最可靠的是照相侦察卫星,伊拉克战争中美国照相侦察卫星所发挥的强大情报作用,就充分显示了空间侦察对战争进程和结果的巨大影响力。开展对美国照相侦察卫星情报处理体系的研究,对于发展我国卫星情报应用技术,具有十分重要的现实意义。

  一、美国KH-12系列照相侦察卫星照相侦察卫星也称光学成像侦察卫星,是利用所携带的光学遥感器和微波遥感器拍摄地面一定范围内的物体来产生高分辨率图像的卫星。在各种侦察卫星中,它发展最早,发射数量最多,是空间侦察任务的主要承担者。美国从1959年开始研制成像侦察卫星,至今已发展到第六代。目前美国主要使用的是第六代光学成像卫星KH-12。KH-12于1990年首次投入使用。目前,在轨工作的KH-12卫星有4颗(2号、3号、4号和5号),分别于1995年12月5日、1996年12月20日、2001年10月5日和2005年10月19发射[1]。这4颗卫星处于互补的轨道上,卫星轨道为太阳同步椭圆轨道(300 km×1 000 km或335km×758 km)。KH-12的地面重复周期为4天,由于卫星是成对运行,可运行在昼夜轨道平面(轨道倾角98.7°)、晨昏轨道平面(轨道倾角97.9°)和这两者之间的57°倾角轨道,所以实际的重复周期为2天。利用这三个轨道平面的卫星互相配合,不但可实现立体成像,还能在给定的天数内扩大侦察目标的数目,并可利用互补性,在某一目标遇到直射光反射时保证目标的成像质量。

  二、美国KH-12卫星情报处理体系KH-12卫星获取的图像资料都是以无线电信号的方式传回地面的。这些图像资料要成为有用的情报就必须经过人工或计算机的判读。KH-12卫星情报处理体系有以下两个方面的特点:一是地面系统十分复杂,很多部门都参与了卫星情报的判读;二是由于C4ISR系统的存在,使得航天情报资料的处理和传输高效快捷,可及时满足各部门的需求。美国KH-12卫星情报处理体系主要由下述系统和部门组成。

 

  1.地面系统

  KH-12卫星的地面系统主要包括地面控制系统和地面接收系统两部分。地面控制系统负责对卫星进行操纵和控制,根据国际上对应用卫星的测控管理,KH-12属于统一S波段测控网系范畴,采用2.2GHz到2.3GHz的传输信道,包括上行遥控信道和下行遥测信道。KH-12的控制主要由加利福尼亚州的森尼维尔卫星控制中心实施,同时大西洋阿森松岛、印度洋的迪戈加西亚岛、太平洋的关岛、夏威夷和马绍尔群岛也设有控制卫星的地面站(分布如图1的三角形△所示)。地面接收系统主要是指负责接收卫星无线电信号的地面接收站。它有两种数据传送方式,即直接下传和通过卫星中继。

  其中直接下传时,KH-12下传给地面站的情报信息为高速数据信息(同一颗卫星搭载的遥感观测设备可能有几个同时存在,而且他们的数据速率也可能不一样,但通过星上编码处理器都可以纳入到统一的信道中传输),因此它选择了X频段作为数据的数传信道,其频率在8.0GHz至9.0GHz之间,数据速率可达100-300Mbps,美国用于接收KH-12数据信息的直接接收地面站为低轨高速图像型X频段宽带地面跟踪接收站。通过卫星中继时,KH-12利用“跟踪和数据中转卫星系统”TDRSS建立起同与数据中继星的空间跟踪与数据中继通信关系,能够连续地把卫星所获取地侦察数据实时地传送到TDRSS的地面接收站,实现了成像侦察卫星的观察信息面向全球任何地方的实时采集。通过控制管理,TDRSS卫星可以在任何时候观察到在轨运行的成像侦察卫星。这一特点可以支持TDRSS对多种卫星实施中继转发,对成像侦察卫星在军事冲突和局部战争中的作用和地位尤其重要。美国在其本土和海外都建有数量众多的地面接收站,包括华盛顿贝尔沃堡地面站、关岛白沙地面站、挪威韦坦地面站、美国马里兰州米德堡地面站、澳大利亚纳朗格地面站、英国门威兹山地面站和德国巴德艾布林地面站等(分布如图1中的小圆〇所示),这样就能保证系统能随时、随地地获取卫星情报数据。KH-12卫星地面接收站分为两类,一类地面站不对数据进行更进一步的分析,只将数据传输到其它部门例如澳大利亚纳朗格地面站;另一类地面站不但负责接收数据,而且还能对其迅速进行处理并形成情报,即刻传输给作战部队,例如贝尔沃堡地面站和关岛白沙地面站。

  2.情报分发链路

  美国KH-12卫星情报传输和处理的链路比较复杂,是涉及多个通信系统的协同工作,KH-12卫星在获取目标数据后在通信条件允许的情况下可以直接将这些数据传送到华盛顿附近的贝尔沃堡地面站,在经过国防部中央图像办公室等部门的专家判读后形成情报,然后通过各种加密线路分发给美国指挥官,过程如图2所示。当KH-12卫星远离本土或经过缺少地面接收站的位置时,可以经由“卫星数据系统”(SDS)MILSTAR或“跟踪和数据中转卫星系统”(TDRSS)[4]中继后进行传递,这种情况下KH-12照相侦察卫星将获取的数据图像可先传递给数据中继卫星,然后由数据中继卫星将获得的图像传递给关岛的白沙地面站,白沙地面站可通过通信卫星或固定线路将图像传给贝尔沃堡,并最终形成情报,过程如图3所示。像进行判读,以获取有价值的情报。目前,美国所有的航天侦察计划都由国家侦察办公室制定。国家侦察办公室是在20世纪50年代末60年代初,为了协调情报界的搜集需求,中央情报局和空军联合成立的负责侦察卫星的统一机构。海湾战争后,国家侦察办公室的部分职能被移交给1992年6月成立的国防部中央图像办公室。该机构负责用户的成像申请,指示地面控制站控制KH-12卫星瞄准目标。卫星图像被中继到弗吉尼亚州的贝尔沃堡,然后传到中央情报局科学技术处下属的国家图像解译中心,由图像分析专家分析后形成情报。国家图像解译中心是目前美国判读卫星影像最权威的部门。此外,国防部国家图像和测绘局、中央情报局情报处下属的图像分析办公室等部门也都具备一定的卫星影像判读能力。

  三、对我国建立照相侦察卫星情报处理体系的思考航天侦察在现代战争中所起的重要作用,已为历次局部战争所证实。美国的航天侦察之所以能发挥巨大的作用,与其情报处理体系的高效率、快速反应是分不开的。美国的航天侦察体系看似复杂,但能够协调一致,最大限度地发挥作用。此外,先进完善的C4ISR指挥自动化系统也为航天侦察的实施和情报的传递提供了极大的便利。我们可以借鉴美国照相侦察卫星情报处理系统的经验,为我国照相侦察卫星情报处理体系的建设提供参考。

  1.统筹规划

  在系统的设计上要从当前具体的需求处着眼,并兼顾长远发展。重视与其它系统的横向联合,以便能够发挥出卫星情报处理系统的最大作用。例如在进行我国的照相侦察卫星地面系统的总体建设时,就应该充分考虑到各应用分系统的建设。在满足各方需求的情况下,要解决好各分系统间的数据兼容问题。

  2.突出重点

  满足重点方向需求。照相侦察卫星情报处理系统在设计时应该以可能发生军事冲突和局部战争的地区为重点区域。在卫星轨道设计和地面接收站的设置上应当尽量靠近这些热点地区,以提高系统的处理效率,增加情报的时效性。

  3.建立高效可靠的运行机制

  照相侦察卫星情报处理系统必须进行合理的机构设置和简洁的链路设计,确保建立高效可靠的情报运行体系。要提高系统的自动化水平,实现侦测、接收、处理、传输的一体化,为战场指挥官提供及时准确的卫星情报。

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