日本航天偵察能力建設發展概況

近年來，日本一直在努力從經濟大國轉變為政治與軍事大國。而航天系統集現代高科技于一體，在奪取戰場信息優勢、支援部隊作戰、提高武器裝備作戰效能等方面發揮著越來越大的作用，是日本成為軍事強國的必備因素。因此，日本一直在積極發展航天系統，提高航天技術能力，為其成為軍事大國奠定基礎。

日本航天偵察能力發展特點

積極發展民用遙感衛星

多年來，日本投入大量資源積極發展民用衛星項目。1987年5月，日本宇宙開發事業團(NASDA)提出天基系統發展長期規劃。該規劃擬定了耗資9萬億日元全面建設日本空間體系的宏偉目標。至1996年底，日本先后發射了“海洋觀測衛星－1A”(MOS－1A)、“先進地球觀測衛星－1”(ADEOS－1)等對地觀測衛星。2002年12月，發射了全色分辨率為2.5米的“先進地球觀測衛星－2”(ADEOS－2)。但衛星在入軌后不到一年的時間就與地面失去聯系。此后，為提供本國急需的空間情報能力，日本又于2006年1月發射了全色分辨率為2.5米、多光譜分辨率為10米的“先進陸地觀測衛星－1”(ALOS－1)。盡管在開發過程中遇到許多問題，但日本始終在依靠自己的力量發展衛星觀測系統，開發光學和全天時、全天候雷達成像技術，為日后自主發展軍事偵察衛星奠定了堅實基礎。

日本民用遙感衛星均屬于軍民兩用系統，可根據軍事戰略的需要逐步轉化為軍用系統。其軍用偵察衛星上的部分遙感器是在民用光學遙感器和合成孔徑雷達(SAR)技術的基礎上發展起來的。比如，某些軍用光學偵察衛星的遙感器源于“海洋觀測衛星－1”系列衛星搭載的多譜段電子自動掃描輻射計，并通過對“日本地球資源衛星”光學遙感器、“先進地球觀測衛星”先進可見光和近紅外輻射計的改進，進一步提高軍用遙感器的分辨率。軍用雷達偵察衛星則是在繼承“日本地球資源衛星”上的合成孔徑雷達和“先進陸地觀測衛星”上的相控陣L頻段合成孔徑雷達技術的基礎上，研發了分辨率為1～3米的合成孔徑雷達并采用了高增益的有源相控陣天線。

通過國際合作獲取高分辨率遙感衛星圖像

從20世紀70年代初到9 0年代中后期，日本防衛廳一直利用引進的圖像情報處理系統接收美國“陸地衛星”(LANDSAT)和法國“斯波特”(SPOT)衛星拍攝的圖像。此外，日本還通過美國太空成像公司和以色列成像衛星國際公司，分別接收“伊科諾斯”(IKONOS)和“地球遙感觀測衛星－A”(EROS－A)的遙感數據。IKONOS衛星可在4個多光譜波段上搜集數據，其標定的地面分辨率為4米，同時還有一個分辨率為1米的全色波段，全色波段和多光譜波段能夠結合在一起，生成有效分辨率達l米的“全色增強”多光譜圖像。EROS－A衛星標稱分辨率為1.8米，利用“過采樣”和“超級采樣”技術時的分辨率可達1米和0.6米。日本廣島技術研究所建有1個接收EROS－A衛星數據的接收中心。

自主研發偵察衛星，謀求擁有獨立天基偵察手段

早在20世紀70年代末，日本防衛廳就開始尋求建立自主的衛星偵察手段，但受到國內法律以及美國牽制，計劃被長期擱置。進入20世紀90年代，日本加快了天基偵察與情報力量的建設步伐。1997年度的日本《防衛白皮書》提出，把用于通信、導航、偵察的衛星系統作為“特別關注”的重點加以發展。

2008年5月，日本國會通過《宇宙基本法》，允許日本進行“以防衛為目的”的開發及利用空間的軍事行為。此法案徹底打破了日本在空間領域近40年的法律限制，為日本軍事利用空間、研制更高分辨率的偵察衛星乃至發展彈道導彈預警衛星鋪平了道路。

2009年1月，日本防衛省(2007年1月9日，防衛廳升格為防衛省)發布了開發和利用外層空間的第一個軍事航天基本指南，決定了2020～2015年日本航天政策的主要走勢，確定了發展包括更多高分辨率成像衛星，補充現有4顆“情報搜集衛星”(IGS)星座；發展導彈預警衛星；發展信號情報衛星等一系列衛星的目標。

日本航天偵察能力分析

普查和詳查能力

目前，日本衛星偵察手段僅局限于成像偵察。成像衛星按其任務可分為普查型和詳查型。聯合國衛星偵察機構的一項研究表明：執行普查任務需3～5米的地面分辨率，執行詳查任務需0.2～2米的地面分辨率，而對目標詳細描述則需0.15～0.3米的分辨率。

就日本在軌成像衛星拍攝全色圖像時所能達到的地面分辨率而言，2011年9月23日發射的IGS－4A光學衛星的分辨率為0.6米，與美國20世紀60－70年代KH－7光學成像衛星0.66米的水平相當，但未達到KH－11衛星0.15米的水平。2011年12月12日發射的IGS－R3雷達衛星采用第三代合成孔徑雷達，分辨率約為1米。由此可見，日本偵察衛星的能力發展較快，目前已完全具備了天基偵察所需的普查能力，并具備了一定的詳查能力，在世界范圍內處于較高水平。

全天時、全天候偵察能力

偵察的時效性主要表現在偵察要實現全天時、全天候；信息的實時或近實時傳輸；對偵察目標的快速重訪三個方面。天基偵察的全天時、全天候主要靠星載遙感器的多手段來實現，目前偵察衛星比較常用的裝備包括：可見光相機、紅外相機、多譜段相機和合成孔徑雷達等，其中合成孔徑雷達能克服不良照相條件影響，實現全天時、全天候偵察。

日本自主發展天基偵察裝備雖然起步晚，但技術起點高，加之又有雄厚的資金支持，在短短幾年之內就擁有了性能較先進的光學和雷達成像衛星，具備了全天時、全天候成像偵察能力。從設計之初，日本就在光學成像衛星上同時裝載兩種遙感器，做到優勢互補，節省發射和研制資金。如，IGS－AN星裝載了三線陣可見光遙感器(PRISM)和多光譜遙感器(AVNIR2)。此外，IGS－B衛星攜帶了L波段的合成孔徑雷達(也有學者認為采用了C波段或X波段)。

尤其值得注意的是，根據日本制定的偵察衛星計劃，它通常以一顆光學成像衛星和一顆合成孔徑雷達衛星為一發射單元進行協同工作。可見，日本這種獨特的組合發射方式，使它通過一次發射就可高效地獲得全天時、全天候的衛星偵察能力，也由此一躍成為繼美國之后第二個同時擁有光學和雷達兩種成像衛星的天基偵察大國。

實時傳輸能力

要實現實時偵察，就必須實現偵察信息的實時傳輸。通常，當本國建立的地面站接收不到偵察衛星的信息時，信息傳輸就主要通過星載飛行數據記錄儀(MDR)以及通信衛星中繼兩種方式解決。前者是將偵察信息暫時存儲到記錄儀上，待衛星運行到地面站的接收區域后，再將這些數據回放。后者是將通信衛星用作軌道間數據中繼手段，在相應的地面站系統配合下，傳輸偵察衛星信息。

日本國土狹小，對衛星的接收范圍很有限，特別是低軌道衛星信號更難以接收，這是日本衛星普遍面臨的問題。為此，日本曾與澳大利亞政府談判，在其西部地區珀斯新建一個臨時地面接收站，以便接收本國偵察衛星信號。但在別國領土上建站實施偵察畢竟要受制于人。為改變這種狀態，日本2002年9月使用H－2A火箭發射了一顆“數據中繼與跟蹤衛星”(DRTS)，作為傳輸本國在軌民用遙感衛星圖像以及偵察衛星所獲信息的“中轉站”。此前，日本已分別利用其“工程試驗衛星4”(ETS4)、“通信廣播工程試驗衛星”(COMETS)和“軌道間光學通信工程試驗衛星”(0ICETS)進行了S波段中繼鏈路、Ka波段中繼鏈路和激光通信鏈路試驗。DRTS衛星的成功發射表明，日本已完全達到近實時傳輸衛星偵察信息的水平。

重訪能力

單就一顆衛星而言，要實現對同一目標的連續偵察，就必須擁有快速重訪能力，而時間分辨率則是衡量這一能力的重要指標。一般來說，提高重訪能力的途徑有多種，如降低衛星軌道，發射多顆衛星組成偵察星座，或者給衛星增加側視功能。日本偵察衛星往往采取后兩種方式有效提高時間分辨率，從而將衛星偵察的“盲區”降至最小。“情報搜集衛星”系統當前在軌的5顆衛星均運行在高約485千米的太陽同步軌道上，分別工作在兩個軌道面上，一組在上午飛越，另一組在下午飛越。各衛星軌道回歸周期均為4天，對同一目標每4天重訪一次，整個系統具備對全球任一目標每天重訪一次的能力。此外，IGS衛星還具有整星側擺的能力，如果衛星在某一天因云層覆蓋等原因而無法對某一地區成像，那么它可在另一天用這種側擺觀測能力對該地區成像。

日本天基偵察裝備的發展趨勢

提高成像偵察衛星性能，增加在軌數量

日本在2011年完成兩次偵察衛星發射，進一步補充并完善了“情報搜集衛星”系統。目前，該系統有4顆光學成像衛星和l顆雷達成像衛星在軌。日本還計劃在2012年內再發射一顆雷達成像衛星，以保證在任何條件下對地球上任何地點每天至少偵察1次。

日本“情報搜集衛星”系統采用光學成像衛星和雷達成像衛星相互組合的模式，克服了單一偵察手段的不足，具有全天候、全天時的對地偵察能力。此外，衛星還采用了太陽同步軌道，可對世界任何目標實施偵察監視。但是，現有lOS獲取的偵察數據主要是通過“通信廣播工程試驗衛星”、“數據中繼與跟蹤衛星”等進行傳遞，這些衛星傳輸速度過低、收發容量小，直接影響了信息傳遞的時效性。為改變這種狀況，在偵察衛星星座的建設中，日本還計劃引進大容量商業通信衛星。日本防衛廳在2005年3月制定的一項情報戰略計劃中指出，應通過引進大容量商業通信衛星，與偵察衛星匹配成套，以求實時把衛星搜集到的情報傳輸至地面指揮與控制中心。

日本防衛省2011年9月30日發布的一份文件中披露，防衛省已為2012年軍事航天計劃申請了2600億日元的預算，其中包括用于研制成像衛星和購買天基紅外導彈預警傳感器的經費。

偵察衛星小型化、輕量化

小衛星可應用于成像、環境遙感、通信、空間控制等領域。雖然在大規模通信和高分辨率成像方面不如大的衛星平臺，但其具有費用低、研制周期短、更新換代快等優勢。目前世界上只有美國、法國和以色列部署了軍用小衛星。日本也在努力使其偵察衛星小型化、輕量化從而進一步提高機動性。日本現已發射的第三代成像偵察衛星，質量僅為1.2噸，采用了更輕的材料以及高效太陽能電池板，機動性大幅度提升。

日本航空航天探索局(JAXA)正在開發名為Hypersat的一系列50千克級或更小的衛星。目前已確定了4個主要研究領域：用一組50千克級的衛星進行通信、觀測和測量；從低軌道進行地球觀測和通信；用一組小于50千克的衛星進行在軌服務；用200千克的衛星進行深空探測。此外，JAXA正在考慮制造一種邊長40厘米的立方體衛星，衛星重50千克，其電子設備高度集成于一個組件中。這種衛星的任務是從低軌道進行高分辨率的地球成像和高速通信。JAXA預測，這種衛星將可替代目前500千克的衛星。

籌劃發展導彈預警衛星

在日本安全保障會議和內閣會議出臺的《2001－2005年度中期防衛力量整備計劃》和《2005－2009年度中期防：衛力最整備計劃》中，強調要建立并大力發展本國的彈道導彈防御(BMD)系統。根據防衛預算計劃安排，日本BMD系統建設的重點包括加快戰區導彈防御系統研究、更新導彈攔截系統、重組預警機部隊和獨立開發軍用偵察衛星(包括導彈預警衛星)四個方面。

日本計劃從09年開始，在5年內研制出導彈預警衛星。該衛星將使日本在導彈防御任務中增強獨立性，同時又能對美國的導彈預警衛星系統加以補充，因而日本財務省將其列入最高優先級位置。日本在《宇宙基本計劃》中明確提出不僅要研制導彈預警衛星，還要擴展、強化預警監視功能，研制可大幅度提高空間分辨率和觀測頻率，縮短數據處理時間，具備早期預警功能的遙感器等。

從近期公布的偵察衛星計劃看，在2012年以前，日本不會擁有獨立的導彈預警衛星偵察能力，更多地將依靠美國的導彈預警衛星，并通過日美情報共享機制獲得別國彈道導彈發射的情況。預計在2020年前，日本將擁有針對彈道導彈的衛星預警偵察能力。