高技术局部战争航天侦察的特点和局限性

　2005 年 2月第16卷 第1期 装 备 指 挥 技 术 学 院 学 报 Journal of the Academy of Equipment Command & Technology February 　2005 Vol. 16 　No11 　收稿日期 : 2004208230 　作者简介 : 高庆军 (1974 - ) ,男 (汉族) ,山西太原人 ,工程师 ,gaoqjonline @sina. com. 高技术局部战争航天侦察的特点和局限性 高庆军 (61646 部队 ,北京 100011) 　　摘 　　　要 : 运用分析和的方法 ,归纳高技术局部战争航天侦察的特点和 局限性 ;对我军发展、运用和应对航天侦察提出了对策和建议 ,即发展航天装备、采取 防敌航天侦察、提高航天侦察战术保障能力、培养航天侦察指挥人才及发展军事 航天理论。 关 　键 　词 : 航天侦察 ; 高技术局部战争 ; 特点 ; 局限性 ; 对策 ; 建议 中图分类号 : E 87 ; V 19 文献标识码 : A 　　　　文 章 编 号 : 167320127 (2005) 0120052205 Characteristics and Deficiencie s of Space Reconnaissance in High2tech Local Wars GAO Qing2jun (No. 61646 Unit , Beijing 100011 , China) Abstract : Utilizing the met hod of analysis and summarizing , the paper induces t he characteristics and deficiencies of space reconnaissance in high2tech local wars. In order to develop our army , coun2 termeasures and suggestions about utilizing and repling t he space reconnaissance are p ut forward , t hat is , developing space armament , taking measures to counterwork space reconnaissance , enhancing our tactical support capability of space reconnaissance , cultivating persons wit h command abilities of space reconnaissance and developing military space t heory. Key words : space reconnaissance ; high2tech local war ; characteristics ; deficiency ; countermeas2 ure ; suggestions 　　高技术局部战争是机械化战争向信息化战争 过渡的中间形态 ,兼有 2 种战争形态的特征。历 次高技术局部战争中 ,航天侦察均发挥了极为重 要的作用 ,但也存在不少问。现就高技术局部 战争中航天侦察的特点和局限性做一探讨 ,并结 合我军应如何发展、运用和应对航天侦察提出一 些见解。 1 　高技术局部战争航天侦察的特点 高技术局部战争中的航天侦察除打上机械化 战争的“烙印”外 ,还兼有信息化的特征 ,主要体现 在如下几个方面。 1 . 1 　兵马未动 ,卫星先行 1990 年 7 月 29 日 ,即伊拉克入侵科威特的 前 4 天 ,美国的航天电子侦察系统探测到伊南部 的一部苏制“高王”雷达开机 ,这部雷达以前是用 来监视伊朗的空中活动的 ,但早已于 1989 年停止 工作[1 ] 。这份情报引起了美国的警觉 ,随后 ,美国 的成像侦察卫星拍下了伊军在伊科边境大规模集 结的照片。1990 年 8 月 8 日布什总统宣布军事 介入之前 ,美国的卫星已将侦察重点放在了海湾 地区 ,为即将进行的军事行动搜集情报。伊拉克 战争前 ,为满足“倒萨”的情报需求 ,从 2002 年 9 月开始 ,美国国家侦察办公室即使用 6 颗高分辨 率卫星 ,每日 12 次监视伊拉克重点地区[2 ] 。后 来 ,其他卫星也陆续调整到位 ,为战备提供支持。 2003 年 3 月 19 日 ,美国防部召开关于“基于效果 作战”的报告会 ,透露已对伊境内的 5 万多个目标 进行了排查。在这样的作战规划中 ,侦察卫星立 下了汗马功劳。 1 . 2 　多数量、多种类侦察卫星协同保障 多颗卫星对战区实施侦察 ,可有效提高时间 分辨率 ,增强快速反应能力 ;多种类侦察卫星协同 工作 ,能够实现优势互补。伊拉克战争中 ,美军投 入了包括 6 颗成像侦察卫星在内的 90 多颗各类 军用卫星 ,另外还租用了 I KONOS 和 QuickBird 2 颗商用成像卫星 ,形成了侦察卫星与商用卫星 相结合、光学成像与雷达成像相配套的全天候、全 天时、宽频谱的综合侦察能力。美军利用侦察卫 星及时准确地查明了伊军坦克、导弹和炮兵等部 队的布防情况 ,为美军掌握战场态势、实施空中精 确打击、选择攻击路线、兵力火力机动、打击效果 评估等提供了有力的情报保障。此外 ,美军注重 将成像侦察卫星和电子侦察卫星、海洋监视卫星、 导弹预警卫星及各种保障卫星结合使用 ,充分发 挥它们的优长 ,并与地面情报应用系统相贯通 ,形 成了集侦察监视、信息传输、情报处理、作战使用、 打击效果评估于一体的完整的航天侦察体系。 1 . 3 　利用商用卫星为战争服务 战时征用商用卫星可有效弥补军用侦察卫星 的不足。海湾战争期间 ,五角大楼花费了 6 百万 美元购买 Landsat 和 SO P T 卫星数据 ,用于快速 制图、制定飞行计划以及对大型基础设施的定位。 Landsat 和 SO P T 卫星共提供了 185 km2 地域的 影像[ 3 ] 。1996 年 3 月 ,美国政府发布了题为《为 21 世纪准备着 ———美国情报评估》的长篇报告 , 其中指出 :“发展商用卫星产业前景广阔。商用系 统将影响今后美国情报界开发的系统的规模和性 能 ,但为了可以预见的将来 ,商用系统必须为诸多 情报系统的运行做出保障。情报机构应该继续评 估商用系统的效用 ,并在可能的情况下依靠它 们。”[ 4 ]这实际上为商用卫星用于军事目的开了绿 灯。美国空间成像公司分别于 1999 年 9 月和 2001 年 10 月发射商用 IKONOS 和 QuickBird 卫 星 ,这 2 颗卫星的影像在阿富汗战争和伊拉克战 争中均被用于地形分析、目标打击和毁伤评估等 军事目的。 1 . 4 　情报传输高度依赖战场通信系统 空间通信系统位于整个战场信息网络的顶 层 ,对于保证战场“信息流”的畅通无阻具有决定 意义。海湾战争中 ,美军的成像侦察卫星在获取 数字图像数据后 ,数据经由“卫星数据系统”中继 卫星实时传送到华盛顿附近的贝尔沃堡地面站 , 卫星图像经国家判读中心的专家分析后 ,通过通 信卫星的专用加密线路传给海湾战区的美军高级 指挥官[5 ] 。阿富汗战争和伊拉克战争中 ,美军都 发射了数据中继卫星 ,用以支持航天侦察数据的 传输。美军的宽带卫星通信链路和 Link216 等战 术数据链 ,使各种侦察装备获取的信息直接为打 击平台服务。伊战中美军广泛使用的“21 世纪旅 和旅以下部队作战指挥系统”是一种基于战术互 联网的通信系统 ,它综合了卫星、无人机和特种部 队的信息源 ,实现了坦克之间、直升机之间的信息 共享[6 ] 。 1 . 5 　深刻影响战争进程和结局 ,促使战争形态向 信息化战争演进 1 . 5 . 1 　增强军事侦察和指挥控制能力 侦察卫星网可全天候地监视和掌握战场发生 的变化 ,并使军事指挥员实时地掌握有关信息 ,及 时采取正确的对策 ,确保作战指挥的顺利进行。 高效的航天侦察能促使战争快节奏进行 ,并朝着 己方希望的方向发展 ,即战争的可控性进一步增 强。海湾战争中 ,美军通过侦察卫星发现伊军布 防弱点 ,原准备强行登陆的两栖作战部队放弃正 面突击登陆 ,断然采取“左勾拳”战术 ,由沙特境内 向伊拉克南部地区突进 ,100 h 即结束地面战斗。 1 . 5 . 2 　改善和发挥武器装备的作战效能 利用航天侦察系统可以及早发现并监视敌 人 ,及时调整武器装备的部署方式和作战距离 ,并 可为火炮、导弹、飞机、舰艇提供敌方目标的精确 位置 ,引导它们准确攻击并摧毁目标。现代战场 上功能强大的信息传输网络使得航天侦察系统具 备了前所未有的快速反应能力 ,侦察与火力打击 呈现一体化的趋势 ,极大地提高了武器装备的作 战效能。 1 . 5 . 3 　为建立数字化部队和数字化战场发挥关 键作用 数字化部队和数字化战场建立的物质基础 是 :从单兵武器到火炮、坦克、飞机、军舰及指挥技 术器材 ,都要装备数字化的处理装置与传输设备。 空间系统位于战场信息网络的顶层 ,同时也是数 字化的基础。部队和装备都需要侦察卫星和通信 35　第 1 期 　　　　　　　　　　　　高庆军 :高技术局部战争航天侦察的特点和局限性 卫星提供并传输数字信息 ,即使单兵也须携带并 使用卫星终端设备。在空间侦察和通信系统的支 持下 ,地面的通信网络将联通为一个有机的整体 , 最终实现整个战场的数字化。 1 . 5 . 4 　促使战场进一步向空间扩展 信息化战争的战场信息系统主要是由通信联 络、指挥控制、情报传输、计算机与战场数据库及 各种用户终端构成的战场综合网络体系 ,从信息 化战场的基本构成看 ,任何一个分系统都离不开 航天技术的支持。赢得信息化战争的根本在于夺 取制信息权 ,而没有制天权就不会有真正的制信 息权。美军很早就认识到空间之于未来战争的极 端重要性 ,其空间战思想也由来已久。但截至目 前 ,空间战仍处于初级阶段 ,即航天侦察、通信保 障等形式。航天装备不会永远处于保障地位 ,当 航天支援发展到一定程度 ,带有硬摧毁和软杀伤 性质的空间战便会来临。 2 　高技术局部战争航天侦察局限性 任何一种侦察手段都有“盲区”,航天侦察也 不例外。高技术局部战争航天侦察的局限性主要 体现在如下几个方面。 2 . 1 　侦察卫星自身的弱点限制了其侦察水平的 发挥 　　卫星的结构是按照优化的 ,在保证必要 的刚度和强度条件下 ,尽量做得又轻又薄 ,一旦遭 到攻击 ,根本谈不上防护能力。卫星的另一个弱 点是缺乏机动灵活性。卫星从设计论证到最终形 成战斗力的周期较长 ,难以满足现代战争快节奏 的需求。任何卫星一旦入轨 ,地面人员即可用观 测设备进行跟踪并计算出相关参数 ,这样就可以 预测出卫星过顶的地点和时间 ,并有目的地加以 防范。另外 ,侦察卫星的各项技术指标均存在一 定极限 ,不可能依人的意志而无限制提高。由于 成像侦察卫星的分辨率有限导致目标误判 ,或者 因为卫星的扫幅宽度较窄导致重要目标遗漏等情 况在战场上时有发生。 2 . 2 　采取伪装、隐蔽、机动等措施能有效防范航 天侦察 　　从战争实践看 ,地面部队和装备采取伪装、隐 蔽、机动等措施可大大降低航天侦察的效能 ,从而 达到保存实力、完成部署等目的。根据前苏联的 资料 ,海湾战争中多国部队的空袭实际上只摧毁 了伊军 20 %左右的真目标 ,80 %的弹药命中了假 目标[7 ] 。伊军还采取机动作战的方式对付美军的 航天侦察。伊军的“飞毛腿”导弹发射后 ,预警卫 星迅速将发射架的位置坐标传输至地面 ,地面指 挥机构把这一信息传输给预警机 ,预警机再召唤 战斗机前往攻击 ,待战斗机飞到目标上空 ,导弹发 射架早已转移了。为消除“飞毛腿”导弹的威胁 , 美军专门发动了一场“飞毛腿”寻歼大战 ,但最后 宣告失败。科索沃战争中 ,南军大部分化整为零 隐藏在侦察卫星难以发现的地点 ,且经常变换位 置。虽然北约的空中打击异常猛烈 ,但南联盟部 署在科索沃的 300 辆坦克 ,只有 13 辆被击中 ,北 约在科索沃仅仅发现了 3 辆坦克的残骸[8 ] 。 2 . 3 　航天侦察的快速反应能力不足 制约航天侦察快速反应的因素除侦察卫星自 身缺乏灵活机动性之外 ,主要还有情报数据量太 大 ,导致处理速度较慢以及通信能力不足 ,无法做 到快速传输情报。海湾战争爆发之前 ,美国空间 通信的骨干力量 ———超高频国防卫星通信系统 (DSCS)就通过其在东大西洋和印度洋上空的 2 颗卫星提供覆盖中东地区的通信服务。战争期 间 ,当美军的通信量即将达到顶峰的时候 ,不得已 动用了一颗在印度洋上空的 DSCS 备用通信卫 星。此外 ,英国的“天网”军用通信卫星和法国的 军用通信卫星也参与了保障[3 ] 。联军的空间通信 保障能力不可谓不强 ,但还是难以满足快速传输 航天侦察情报数据的需求。有资料显示 ,照片拍 摄之时与照片被传递到中东较低层次部队之时的 时间延误至少约 18 h[5 ] 。 科索沃战争和阿富汗战争均在不同程度上存 在航天侦察情报处理速度慢、传输链路不畅、应用 不到位等问题。伊拉克战争中美军广泛使用宽带 卫星通信链路和各种战术数据链路 ,使得信息传 输系统的带宽比海湾战争提高了 10 倍 ,中心数据 交换速率提高了 100 倍。尽管如此 ,美军现有的 反应能力距完全意义上的“网络中心战”的战场需 求尚有较大差距。在今后相当长一段时期内 ,航 天侦察数据的快速处理及分发仍是需要重点解决 的问题。 2 . 4 　航天侦察受气象条件制约 海湾战争中 ,由于浓云覆盖降低了航天侦察 效果 ,从而制约了联军对空袭效果的评估。科索 沃战争中 ,由于巴尔干地区的气象条件比较复杂 , 北约动用了多颗气象卫星提供保障。即便如此 , 南斯拉夫上空厚厚的云层还是影响了北约航天侦 察的效果 ,影响了空袭行动的实施 ,甚至造成北约 45 装 备 指 挥 技 术 学 院 学 报　　　　　　　　　　　　 　 　　2005 年 　 飞机误炸平民的惨剧。在气象条件恶劣的情况 下 ,北约只能使用 2 颗“长曲棍球”雷达成像侦察 卫星。伊拉克战争中出现的沙尘暴也对联军的航 天侦察造成了一定程度的影响。 3 　对策和建议 我军在机械化没有完全实现 ,信息化又要迎 头赶上的情况下 ,只能借鉴西方 ,有重点地发 展航天侦察装备 ,并以此促进战场信息化建设 ,同 时也要做好应对敌航天侦察的准备。 3 . 1 　加快发展航天装备的步伐 除美、俄 2 国外 ,包括中国台湾在内的许多国 家和地区都在竞相发展航天侦察技术 ,这对我是 一种严峻的挑战。“多星组网”是航天侦察的一个 发展趋势 ,既可提高卫星的重访次数 ,实现动态监 视 ,又可实现多种类侦察卫星优势互补。我应在 现有基础上加快侦察卫星的研制步伐 ,一方面要 改进传感器 ,解决空间分辨率低的问题 ;另一方面 要增加卫星数量 ,提高时间分辨率。 发展航天装备的另一个重要方面是通信卫星 的研制工作。现代军队的核心是 C4 ISR 系统 , C4 ISR 系统的基础是通信技术 ,而空间通信系统 位于整个战场信息网络的顶层。空间通信保障对 于情报的快速反应乃至数字化战场的建设 ,具有 决定性的意义。我军现有的通信卫星数量少 ,而 且采用民用卫星通信体制 ,无法满足战时大数据 量传输的需求。发展高可靠性的通信和数据中继 卫星是当务之急 ,而且应该组织力量研究小卫星 组网通信技术。我应以通信卫星开发工作促进无 线情报分发网络乃至全军 C4 ISR 系统的建设 ,并 最终实现战场数字化。例如在空间通信能力提高 到一定程度时 ,为部分武器装备安装战术数据链 终端 ,直接接收航天侦察数据 ,实现信息与火力的 一体化。 3 . 2 　采取伪装、机动等措施避敌航天侦察 我面对之敌长期对我领土实施侦察 ,其侦察 卫星无论从数量还是从质量上讲都胜我一筹。我 如发动渡海登陆战役 ,完全隐瞒企图的难度较大。 我应研究当面之敌侦察卫星的各项技、战术指标 , 获取过顶时间 ,有针对性地采取伪装、规避等措 施。另外 ,台岛虽然地域狭小 ,但我大陆东南沿海 地区幅员辽阔 ,地形复杂 ,我参战部队可以地利之 便频繁实行机动和演习 ,并始终采取伪装防范措 施 ,使敌无法知悉我真实意图。在多次佯动之后 , 突然发起渡海攻击行动 ,达成战役的突然性。我 在滞海期间无法隐瞒企图 ,所以尽量缩短渡海时 间至关重要 ,这样可以最大限度地降低敌方航天 侦察所起的作用 ,为我减轻渡海阻力创造条件。 因此在战前的若干年内 ,迅速提高我军的战略空 运、海运能力以及火力压制能力具有关键性意义。 3 . 3 　改造地面系统 ,提高航天侦察战术保障能力 由战略保障向战役、战术保障转变是航天侦 察一个重要的发展趋势 ,这需要具备许多必要条 件 ———其中之一即为地面系统的小型化和机动 化。近年来 ,美、英等国的地面系统呈现出机动 化、小型化、分散化等特点 ,接收、处理系统可配置 到师、旅一级。英国正在研制的“Top sat”战术侦 察卫星可直接将数据传给随野战司令部机动的地 面机动系统[9 ] 。我军在保留固定系统的同时 ,应 考虑开发更适合战时需求的机动系统。外军已装 备接收和处理一体化的系统 ,我应受此启发 ,整合 接收系统和应用处理系统的功能 ,使其实现自行 化 ,并在平时预储一定数量的装备。战时将接收/ 处理系统配置到战役、战术级单位 ,随司令部机 动 ,一方面可以提高生存能力 ;另一方面减少了传 输环节 ,更适合我军情报分发网络不发达的现状 , 增强航天侦察的快速反应能力。 3 . 4 　培养复合型指挥人才 ,发展军事航天理论 长期以来 ,我军忽视指、技合一的复合型航天 侦察指挥人才的培养。军事航天是技术密集型领 域 ,技术人才是根本 ,但纯技术人才往往缺乏军事 理论功底和指挥管理才能。为培养复合型指挥人 才 ,也为提高战时应变能力 ,我军航天侦察部队应 组织战术背景下的演习 ,或派人员及装备参与大 型联合军事演习 ,及早在实践中暴露问题、发现并 培养人才。美军早在 1959 年颁发的 A FM121 号 条令中 ,就首次提出了“航空航天力量”的概念。 1982 年 10 月 ,美空军正式颁发了第一部太空作 战条令 ,即 A FM26《军事航天理论》。1998 年 4 月 ,美军航天司令部颁发的《2020 年展望中》,进 一步提出了空间控制、全球作战、力量集成和全球 合作等太空作战的思想[10 ] 。从一开始美军就认 为航天侦察也是一种“作战”样式 ,或者说是太空 战的初始阶段 ,而我军则强调航天侦察是“保障”。 我军航天侦察必然要介入未来战争 ,需必要的军 事理论做指导。因此 ,应在我军航天侦察实践的 基础上 ,总结具有我军特色的军事航天理论。 参考文献 　( References) [ 1 ] 邱　毅. 航天与太空武器[ M] . 北京 :军事谊文出版社 ,2000. 55　第 1 期 　　　　　　　　　　　　高庆军 :高技术局部战争航天侦察的特点和局限性 212. 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(责任编校 :李江涛) 成果介绍 复杂数据可视化算法、环境与应用 (获 2003 年全军科技进步二等奖) 　　高性能计算的发展使计算模型不断精细、求解规模不断扩大、复杂度不断提高。计算科学与工程领 域中的数据具有数据类型多样、网格拓扑关系复杂、数据量庞大、时变性等复杂特性 ,如何快速分析处理 这些复杂数据、洞察其内部的规律 ,有赖于先进的可视化技术。该项目紧密结合实际应用 ,开展复杂数 据可视化算法、环境与应用研究。主要工作与创新如下 : 1) 基于 Intel Pentium 处理器的流 SIMD 扩展技术实现了 3D 曲线网格上流线计算的 SIMD 指令 级并行 ,将计算性能提高 1. 33 倍左右。 2) 对大规模非结构网格的流场 ,提出了多线程 out2of2core 大规模流线计算 ,实现了 CPU 和 I/ O的 重叠、多线程并行处理 ,解决了大规模数据带来的内存受限问题。 3) 利用小波变换和数据本身具有的时间/ 空间相关性 ,提出了小波/ 差分方法组织三维非定常向量 数据 ,根据需要选择重构精度 ,在低精度上快速浏览数据。 4) 在可视化数据模型中引入误差处理 ,对数值积分方法的 3D 流线计算进行了误差分析 ,并对误差 进行可视化。 5) 将深度缓存、光线跟踪及辐射度 3 种算法有机地结合在一起。吸收了深度缓存算法计算速度 快 ,光线跟踪算法计算高光、透明和镜面反射效果好 ,辐射度算法漫反射效果卓越等优点 ,使算法既具有 很快的计算速度 ,又能产生各种复杂逼真的图形效果。 6) 提出了一种近似线性速度的多连通域三角网格剖分算法。该算法在考虑加快计算速度的同时 , 还考虑了辐射度算法对网格匀称性的要求 ,能实时地产生图形绘制算法所需要的网格数据。 7) 在基于图像的绘制技术 ( IBR)中融入了图形渲染结果 ,克服了一般 IBR 系统采用实拍景物很难 做到无缝拼接的问题 ,为快速有效地产生虚拟场景提供了一种有效的途径。 8) 将提出的一套快速、高效的复杂数据可视化算法与目前成熟的可视化算法集成 ,开发了一套功 能强大的复杂数据可视化环境 ,易于移植 ,可扩充。 项目研究起点高、算法新、难度大、达到了当前国际先进水平。在核物理数值计算领域 ,该成果加快 了激光打靶、高速碰撞、三维爆轰等模拟计算数据的分析处理 ,将抽象数据变为直观的图像 ,加速了科研 进程。中国建筑科学研究院采用该成果计算建筑渲染效果图 ,在国内 2 000 多家大中型建筑设计单位 推广使用 ,取得了很好的社会效益和经济效益。该成果在模拟训练、虚拟战场环境仿真等方面 ,也有着 非常广阔的应用前景。 (张文 副教授供稿) 65 装 备 指 挥 技 术 学 院 学 报　　　　　　　　　　　　 　 　　2005 年