航空偵察技術(shù)總結(jié)與展望

黃厚田

摘 要：偵察是指主動獲取目標(biāo)區(qū)域信息的技術(shù)，主要由軍事需求引領(lǐng)。從偵察手段來看，最早期通過偵察兵人眼近距離偵察回報，到用膠片式相機(jī)拍照，再到近代結(jié)合通信電子偵察技術(shù)，雷達(dá)電子偵察技術(shù)，紅外偵察技術(shù)，多光譜高光譜偵察技術(shù)，手段越來越多樣，獲取到的信息越來越豐富。從偵察載體來看，有地面固定載體，如雷達(dá)陣地，優(yōu)點(diǎn)是功率大，偵察能力強(qiáng)，缺點(diǎn)是靈活性差;有地面移動載體，如偵察用裝甲車，優(yōu)點(diǎn)是靈活隱身性好，缺點(diǎn)是視野首先，偵察距離和能力有限，有航天載體，主要是偵察衛(wèi)星，優(yōu)點(diǎn)是突防能力好，偵察范圍大，缺點(diǎn)是偵察實(shí)時性不強(qiáng)，需要衛(wèi)星運(yùn)動到指定位置，有水面載體，如偵察船，優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動范圍廣，能長時間連續(xù)工作，缺點(diǎn)也是視野受限，對空天偵察能力強(qiáng)，對地面?zhèn)刹炷芰ζ酰詈笫呛每諅刹欤饕莻刹鞕C(jī)和飛艇，優(yōu)點(diǎn)是機(jī)動靈活，偵察實(shí)時性強(qiáng)，視野好，缺點(diǎn)是受空域限制突防能力不如航天偵察。

關(guān)鍵詞：航空偵查;發(fā)展歷程;發(fā)展趨勢

一、航空偵察發(fā)展歷程

第一次世界大戰(zhàn)期間，用于偵察的飛機(jī)，首先掛裝的是半自動式膠片相機(jī)，需要飛行員進(jìn)行輔助操作，獲取到的膠片需要在飛機(jī)返航后進(jìn)行沖洗才能夠獲取到目標(biāo)區(qū)域的信息，操作不方便而且獲取信息周期長。

隨著電子科技的發(fā)展，尤其自1969年美國貝爾實(shí)驗室發(fā)明CCD（Charge-coupled Device，電荷耦合器件）以后，航空偵察相機(jī)開始普遍采用光電子探測器替代傳統(tǒng)膠片，以提高偵察的實(shí)時性，尤其是數(shù)據(jù)高速傳輸技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)航空偵察機(jī)獲取到的圖像通過空天數(shù)據(jù)鏈實(shí)時傳輸?shù)降孛嬷笓]中心，極大的提高了航空偵察的實(shí)時性與靈活性，對目標(biāo)區(qū)域的第一時間數(shù)據(jù)獲取的高效性是其他偵察手段所不能比擬的。數(shù)字式航空偵察相機(jī)是航空偵察的最主要組成部分。

航空偵察用CCD又分成兩類，線陣CCD和面陣CCD。線陣CCD在拍照時通過相機(jī)進(jìn)行推掃或擺掃動作時同時進(jìn)行TDI積分對景物進(jìn)行連續(xù)成像，優(yōu)點(diǎn)是探測器靶面小，光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計相對簡單，缺點(diǎn)是對目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)成像的過程中，容易受到載機(jī)飛行姿態(tài)變化的影響，圖像容易產(chǎn)生彎曲和變形。

自從上世紀(jì)90年代，面陣CCD出現(xiàn)及成為航空偵察的研究主要方向，面陣CCD探測器初期靶面尺寸較小，隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，大靶面的面陣CCD可以很好的替代傳統(tǒng)膠片式相機(jī)，相較于線陣CCD相機(jī)，面陣CCD相機(jī)曝光時間更短，受載機(jī)姿態(tài)擾動更小。

航空偵察相機(jī)按照作用高度分為三類，中低空偵察相機(jī)，載機(jī)飛行高度一般為200-3000m，相機(jī)焦距較短，采用垂直對地成像工作模式，主要在防區(qū)內(nèi)對評估攻擊武器的毀傷打擊效果;中高空偵察相機(jī)，載機(jī)飛行高度為3000-10000m，采用垂直或傾斜偵察模式，用于防區(qū)內(nèi)外高速戰(zhàn)術(shù)偵察;高空偵察相機(jī)，載機(jī)飛行高度為10000-20000m，焦距較長，相機(jī)多采用傾斜偵察模式，用于防區(qū)外對敏感區(qū)域進(jìn)行戰(zhàn)略和態(tài)勢偵察;臨近空間偵察相機(jī)，載機(jī)或飛艇飛行高度為20000-1000000m，在這區(qū)域使用的航空相機(jī)突防能力突出，對地空武器的躲避能力強(qiáng)，適用于長期或超快速目標(biāo)信息獲取，臨近空間偵察手段最典型的應(yīng)用就是美國的X37B空天戰(zhàn)機(jī)上搭載的偵察相機(jī)，X37B空天戰(zhàn)機(jī)在近地軌道上能夠?qū)崿F(xiàn)22倍音速的超超高速飛行，突防及實(shí)時偵察能力突出。

除航空偵察相機(jī)以外，近期隨著科技水平的提升，傳感器種類的極大豐富，促進(jìn)了不同航空偵察手段的發(fā)展，其中又以紅外偵察探測器，多光譜高光譜探測器，合成孔徑雷達(dá)最為迅速。紅外偵察探測器的應(yīng)用主要是彌補(bǔ)可見光相機(jī)無夜間偵察能力，同時針對熱目標(biāo)成像的工作原理，提供了一定的偽裝識別能力，在預(yù)警領(lǐng)域，對于飛機(jī)發(fā)動機(jī)等熱目標(biāo)的紅外偵察預(yù)警有著廣闊的應(yīng)用前景。多光譜高光譜探測器是針對景物不同譜段的光譜信息分別成像，其對目標(biāo)的識別能力極高，對各譜段的信息綜合匯總后，能夠針對隱身偽裝目標(biāo)的特征譜段盡心分析識別，可以有效提升航空偵察對隱身目標(biāo)的能力。合成孔徑雷達(dá)是上世紀(jì)50年代基于美國科學(xué)家提出的基于目標(biāo)與雷達(dá)的相對運(yùn)動所產(chǎn)生的多普勒頻移提高分辨力的思想研發(fā)，相對于可見光相機(jī)或紅外相機(jī)，合成孔徑雷達(dá)的特點(diǎn)是成像效果不直觀，需要繁瑣的數(shù)值計算才能提取出目標(biāo)區(qū)域的信息，優(yōu)點(diǎn)是成像距離遠(yuǎn)，可以獲取到精確的距離信息，并且受天氣影響小，可以實(shí)現(xiàn)全天候的偵察。

二、航空偵察未來發(fā)展趨勢

當(dāng)代社會，軍事戰(zhàn)爭較少，但是軍事對抗的壓力持續(xù)存在，航空偵察的設(shè)備必然隨著科技水平提升不斷進(jìn)步，未來航空偵察有以下四種發(fā)展趨勢。

（1）以大型預(yù)警機(jī)和飛艇為代表的長時空中監(jiān)視和預(yù)警。航空偵察的特點(diǎn)一直以來突出的都是靈活性，但隨著空中加油技術(shù)的不斷提高和飛艇研發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展。大型預(yù)警機(jī)和飛艇可以實(shí)現(xiàn)長期駐留空中，再進(jìn)一步通過增加數(shù)量，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)偵察，對防區(qū)內(nèi)進(jìn)行不間斷的反突防保護(hù)偵察，有效針對美國F22等隱身戰(zhàn)機(jī)，抑制其利用自身高隱身性能對防區(qū)進(jìn)行偵察。

（2）以X37B為代表的超高空超高速偵察機(jī)，相對組網(wǎng)的預(yù)警機(jī)和飛艇，超高空高速的偵察機(jī)就是進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)靈活性，X37B的22音速的最大巡航速度能夠保證在全球任何地區(qū)發(fā)生敏感事件時，第一時間趕到，獲取到有效信息并傳回地面指揮中心。

（3）以捕食者飛機(jī)為代表的察打一體化偵察模式。美國的捕食者飛機(jī)在近代戰(zhàn)爭中已經(jīng)有多次成功應(yīng)用，在識別要打擊的目標(biāo)后，第一時間又偵察機(jī)進(jìn)行武裝打擊，極適合于斬首行動，在未來察打一體化偵察機(jī)的偵察能力和作戰(zhàn)半徑和作戰(zhàn)能力必將有進(jìn)一步的提升。

（4）利用小型無人機(jī)對目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)跟蹤偵察。在通過其他手段獲取到目標(biāo)位置信息后，利用小型無人機(jī)的靈活性和數(shù)量，對敏感目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)不間斷的跟蹤式偵察，可以有效的獲取目標(biāo)的長時信息，可以有效防止突防目標(biāo)的突然消失。

三、總結(jié)

受軍事和民用需求引領(lǐng)，各種偵察手段隨著科技的進(jìn)步，都在飛速發(fā)展，航空偵察作為多種偵察手段中的主力，從問世至今，經(jīng)歷多個階段的跨越式發(fā)展，在多次演習(xí)及實(shí)戰(zhàn)中，驗證了其靈活機(jī)動實(shí)時性高的特點(diǎn)，在未來針對更加具體的需求，會有更多元化的發(fā)展，在軍事偵察偵察領(lǐng)域中將扮演越來越重要的角色。