二、侦察监视技术现状
(一)地面侦察监视技术
地面侦察监视是指在陆地上进行的侦察监视行动。其手段除熟悉的光学侦察外,还有无线电技术侦察、雷达侦察和地面传感器侦察等。
1.无线电技术侦察
无线电技术侦察,是指使用无线电技术器材搜集和截收对方无线电信号的侦察。它可以截收和破译敌方无线电通信信号,查明敌方无线电通信设备的配置、使用情况及战术、技术性能,以此判明敌人的编成、部署、指挥关系和行动企图。无线电技术侦察具有隐蔽性好、获取情报及时、侦察距离远、不受气象条件限制和可不间断地对敌进行侦察等优点,但也受到敌无线电通信距离、器材性能和采取的各种隐蔽措施的制约。
无线电技术侦察的方式,主要包括无线电侦收、无线电侦听和无线电测向等。无线电侦收,是使用无线电收信器材接收敌方无线电通信信号,从中获取情报的方法。无线电侦听,是使用无线电收信器材收听敌方无线电通话,从中获取情报的方法。无线电测向是利用无线电测向设备确定正在工作的无线电设备方位的方法。
2.雷达侦察
雷达侦察,是使用雷达设备,利用物体对无线电波的反射特性测定目标距离、速度、方位和运动速度的侦察方法。它具有探测距离远、测量精度高、能全天候使用等特点,是目前应用非常广泛的一种侦察方法。
雷达的种类很多,按任务或用途可分为警戒、预警和武器控制雷达等。比如对空情报雷达,主要包括对空警戒雷达、引导雷达和目标指示雷达,是用于搜索、监视和识别空中目标的雷达;对海警戒雷达,安装在各种水面舰艇或海岸、岛屿上,是用于对海面目标进行探测的雷达;机载预警雷达,是预警飞机的专用雷达,它可以探测、识别各种高度上的空中目标和地(水)面目标,引导己方飞机作战等;弹道导弹预警雷达,主要用来发现战略弹道导弹的发射,并测定其瞬时位置、速度、发射点、弹着点等弹道参数,为预警、防御和反导提供必要的信息。
3.地面传感器侦察
地面传感器是指对地面目标运动所引起的电磁、磁、声、地面震动和红外辐射等变化量进行探测,并把它们转换成人能识别与分析的图像及电信号的设备。地面传感器通常由探测器、信号处理电路、发射机和电源4个部分组成。其设置方法主要有人工埋设、火炮发射和飞机空投等方式,具有受地形限制小、结构简单、便于使用和易于伪装,以及容易受干扰等特点。目前,使用比较广泛的有震动传感器、声响传感器、磁性传感器与应变电缆传感器。
(1)震动传感器。利用地面扰动波来探测目标,是使用最为普遍的一种传感器。其主要优点是探测灵敏度高、距离远。通常可有效探测到30米以内运动的人员和300米范围内运动的车辆,具有一定区分目标的能力,即能有效地区分人为扰动与自然扰动、人员与车辆,但不能识别是徒手人员还是全副武装人员,是轮式车辆还是履带式车辆等。
(2)声响传感器。其工作原理与麦克风相同,也是一种使用比较广泛的传感器。由于它能重现目标运动时所发出的声响特征,所以其特点是识别目标能力强。如运动目标是人员,则能直接听到他发出的声响和讲话内容,易于判明其国籍和身份;如运动目标是车辆,则可根据声响判定车辆的具体类别。探测范围大,通常对人与人之间的正常音量对话,探测范围可达40米,对运动车辆的探测可达数百米。
(3)磁性传感器。它利用磁场的变化探测目标。其特点是具有较强的目标识别能力。能区别徒手人员、武装人员和各种车辆,对目标探测速度快。通常速度为2.5秒。但由于受能源限制,其探测范围小,对武装人员仅3~4米,对运动车辆20~25米。
(4)应变电缆传感器。它利用应变钢丝的变形引起阻值变化来探测目标。其探测范围与电缆布设长度相等,通常在30米左右。只能人工埋设,野战使用受限,但在边海防和特殊设施预警上使用方便,探测速度快,通常为2.5秒,可靠性高,能较好地识别人员和车辆。
(二)水下侦察监视技术
水下侦察监视是指利用水下侦察监视设备来探测水下的各种目标。它是现代侦察监视系统的重要组成部分。
1.水下侦察监视设备的类型
水下侦察监视设备大体可分为两类,即水声探测设备和非水声探测设备。水声探测设备主要有声呐、水下噪声测量仪、声线轨迹仪、声速仪等;非水声探测设备主要有磁探仪、红外线探测仪、废气探测仪等。目前,水下侦察监视网络以水声探测设备为主,非水声探测设备作为补充也得到了较快的发展。
2.声呐
声呐是利用声波对水中目标进行探测、定位和识别的水声探测装备。它是最主要的水下侦察监视装备,俗称水下“千里眼”、“顺风耳”。
(1)声呐的分类与组成。声呐按其工作方式分为主动式和被动式两种。
主动式声呐主要由发射机、换能器、接收机、显示器、定时器和控制器等组成。发射机产生电信号,经换能器,把电信号变成声信号向水中发射,声信号在水中传递过程中,如遇到目标,则被反射,返回的声信号被换能器接收后,又变成电信号,经接收机放大处理,就会在显示器的荧光屏上显示出来。可见,主动式声呐需要主动地向水中发射声信号,测定目标方位和距离。能够探测静止无声的目标,但同时也很容易被敌方侦听,使自己暴露。另外,其侦察距离也比较近。
被动式声呐主要由换能器、接收机、显示控制台等组成。当目标在水中、水上航行时,所产生的噪声被换能器接收变成电信号,传给接收机,经放大处理再传送到显示控制台进行显示。可见,被动式声呐不主动发射声信号,只接收目标发出的噪声信号,从而发现目标,测出目标方向和判别目标性质。它隐蔽性、保密性好,识别目标能力强,侦察距离较远,但不能探测静止无声的目标,也不能测定目标距离。
(2)声呐的类型及应用。声呐可分为水面舰艇声呐、潜艇声呐、航空声呐和海岸声呐等。
水面舰艇声呐。水面舰艇难以隐蔽,为了探测水中障碍,与己方潜艇进行水声通信,特别是为了避免遭受潜艇攻击和反潜作战的需要,水面舰艇往往装有几种不同类型的声呐,包括搜索、射击指挥、探雷、测深、侦察识别、通信等。
潜艇声呐。潜艇隐蔽于水下,对声呐的依赖程度高于水面舰艇。潜艇为了搜索、发现、区分、识别、监视和跟踪水面舰艇、潜艇等目标,探测水雷等水中障碍及进行水下通信和导航,通常装有多种类型的声呐。如噪声测向仪、回声定位仪、侦察仪、探雷器、水下敌我识别器、水下通信仪、声速测量仪、声线轨迹仪、测深仪和测冰仪等。
航空声呐。主要用于直升机对潜艇实施搜索、发现、区分、识别、监视和跟踪。航空声呐包括吊放式声呐、拖曳式声呐和声呐浮标系统三种。其中,吊放式声呐便于对大面积海区实施搜索,能较迅速地查明有无潜艇活动。航空拖曳式线列阵声呐收放十分方便,阻力小,搜索效率高。有些水面舰艇也装备了反潜预警用的拖曳线列阵声呐系统,将数百个换能器组装在拖缆上,组成长达数百米的线阵,放到1千米水深层,具有远距离侦察能力。声呐浮标适用于对大面积海域的搜索,使用比较便捷。反潜直升机先将若干声呐浮标按一定的要求投布于搜索海区,而后飞机在上空盘旋,接收和监听由浮标系统发现并发射的目标信息,由此分析判断,确定潜艇等目标的准确位置。
海岸声呐。在港口附近的海区、重要海峡和航道,设置固定换能器基阵,以此来实施对潜警戒,并引导岸基或海上的反潜兵力实施对潜攻击。海岸声呐的工作方式通常以被动式为主。其隐蔽性能好、探测距离较远,但体积庞大,安装维修困难,并易受气象条件和海底地质情况的影响。
(三)航空侦察监视技术
航空侦察监视是指使用航空器对空中、地面、水面或水下情况进行的侦察。由于航空侦察具有灵活、机动、准确和针对性强等特点,它既是获取战术情报的基本手段,也是获取战略情报的有效手段,即使是有了侦察卫星,航空侦察也仍是不可缺少和不可代替的。
1.航空侦察监视设备
航空侦察监视设备主要有可见光照相机、红外照相机、多光谱照相机、激光扫描相机、红外扫描装置、电视摄像机、合成孔径雷达和机载预警雷达等。
(1)可见光照相机。它是利用普通黑白和彩色胶片作为感光组件的照相机。根据结构可分为画幅式、航线式和全景式三种。
(2)红外照相机。与可见光照相机的原理相同,所不同的是其采用只能透过红外辐射的锗制镜头,而且要采用对红外辐射敏感的专门的红外胶卷。根据所拍摄的红外黑白照片的色调变化或红外彩色照片的色彩变化,识别和发现隐蔽的目标。它具有在夜间不良条件下拍摄远距离影像的能力。
(3)多光谱照相机。它是把电磁波划分成几个窄的谱段,用几台照相机(可以是一架多镜头相机或多架单镜头相机或光束分离型多光谱相机)同时对同一地区拍照,得到同一地区的几个谱段的成套照片,经适当处理比较,就可将目标进行分类和区别。它的最大优点在于能够剥去绿色植物伪装,发现军事目标。
(4)激光扫描相机。它利用激光良好的相干性实现非透镜成像,主要用于低空和夜间摄影。由激光器、发射机、接收机、视频信号存储和显示设备组成。它的优点是照片生动逼真、立体感强、分辨率高、容易判读。
(5)红外扫描装置。它是利用光学扫描技术和对中、远红外辐射敏感的半导体材料,将地物辐射的红外能量转变成电信号,进行放大处理后再转变成可见光图像。根据提供图像的方式不同,有红外扫描相机、前视红外系统和热像仪等。
(6)电视摄像机。它把光学图像转换成便于传输的视频信号。电视摄像机体积小、重量轻,没有机械传动部件,易获得地面遥感数据,而且对光照度要求低,分辨率比较高。
(7)合成孔径雷达。它是利用雷达与目标的相对运动,把尺寸较小的真实天线孔径,用数据处理的方法,合成一较大的等效天线孔径雷达。它具有分辨率高,能全天候工作,能有效地穿透某些掩盖物识别伪装等特点,但图形几何畸变较大,判读困难。
(8)机载预警雷达。它是预警飞机的主要电子设备,主要包括脉冲多普勒雷达和相控阵雷达。脉冲多普勒雷达利用多普勒效应探测运动目标,具有盲区小、对低空与超低空目标的探测距离远、机动性强等特点。目前,正在研制新一代相控阵雷达,以电扫描相控阵天线利用计算机控制相位的方法实现波束的扫描,具有扫描灵活、可靠性高、抗干扰能力强、对载机气动影响小和有利于隐身等优点。
2.航空侦察监视平台
航空侦察监视平台主要包括有人驾驶侦察机、侦察直升机、无人驾驶侦察机和预警机。
(1)有人驾驶侦察机。从设计上分为两类:一是专门设计的侦察机,其特点是生存能力强,侦察容量大、精度高;二是由各型飞机改装的侦察机。比如,由运输机和轰炸机改装的侦察机主要用于完成战略、战役侦察任务;由歼击机、歼击轰炸机改装的侦察机主要用于完成战术侦察任务。
(2)侦察直升机。它可依靠视觉和各种光学观察设备进行直接观察,还普遍装备了航空照相机、电视摄像机、红外扫描装置等侦察监视设备。其优点是有利于对地面进行更细致、更准确的观察,能够在空中悬停,可以在己方空域直接监视敌战术纵深内的活动目标。
(3)无人驾驶侦察机。它能够携带可见光照相机、电视摄像机、前视红外遥感器及侧视雷达等侦察设备,具有成本低、可靠性高、体积小和机动灵活的特点。但在地面需要维护保养和测试,操作比较复杂,地面对飞机的控制信号及飞机向地面传送侦察的数据易受到电子干扰。
(4)预警机。它是航空侦察监视系统的重要组成部分,起到了活动雷达站和空中指挥中心的作用,由载机和电子系统组成。电子系统包括监视雷达及数据处理、数据显示与控制、敌我识别、通信、导航和无源探测设备等。能够引导各种飞机进行作战,并可为战区指挥员提供各种作战情报。它具有监视范围大、生存能力强、指挥控制能力强等特点。
(四)航天侦察监视技术
航天侦察监视是指使用装有侦察设备的航天器在外层空间进行的侦察。随着航天技术的发展,航天侦察监视已经不仅能满足战略情报的需要,而且也能满足战役、战术情报的需要,具有轨道高、速度快、范围广和限制少等优点。还可根据需要长期、定期、反复、连续地监视全球或某一地区,能在较短的时间内实时提供侦察情报。航天侦察监视,按是否载人可分为卫星侦察和载人航天侦察(卫星侦察是主要方式)。航天侦察卫星按任务和侦察设备可分为照相侦察卫星、电子侦察卫星、导弹预警卫星和海洋监视卫星等。
1.照相侦察卫星
照相侦察卫星是侦察卫星中发展最早、发射最多的卫星,是航天侦察监视任务的主要承担者。它能同时使用可见光相机、红外相机、多光谱相机及电视摄像机等不同种类的侦察设备,可以优势互补。有的照片直观,易于判读;有的能识别伪装;有的便于识别更多的目标;有的可进行近乎实时的传送。目前,只有少数国家能够发射并回收照相侦察卫星,其中又以美国水平最高、历史最长,已经发展到第六代。前三代分为普查和详查型两种;到了第四代,一颗卫星既可普查,又能详查;第五代实现了图像传输的数字化;第六代装有更先进的光电遥感器,进一步提高了夜间侦察能力和情报信息的准确性,其地面分辨率达0.1米,同时还具有截获电子信号的侦察能力和变轨能力。
2.电子侦察卫星
电子侦察卫星是航天侦察的主要平台之一。为保证电子侦察卫星的寿命,其高度不能太低;为保证侦察效果,又不能太高。一般高度在300千米~1000千米之间。电子侦察卫星上装有侦察接收机和磁带记录器,当卫星飞经敌方上空时,将接收的各种频率的无线电信号记录在磁带上,当卫星飞经本国地球站上空时,再回放磁带,以快速通信方式将信息传回。主要任务包括:一是侦察对方雷达的位置、使用频率等性能参数,为实施电子干扰和进行战略轰炸机、弹道导弹的突防提供依据;二是探测对方军用电台和发信设施的位置,以便进行窃听和破坏。电子侦察卫星具有天线覆盖面积大、侦察范围广、持续时间长、手段优越和安全等特点。
3.导弹预警卫星
导弹预警卫星用于监视、发现和跟踪敌方战略弹道导弹的发射及其主动段的飞行,并提供早期预警信息。此外,还可用于探测核爆炸。它利用红外探测器探测导弹在主动飞行期间发动机尾焰的红外辐射,为保证不“虚惊”、误报,还使用电视摄像机加以配合,准确地判明导弹发射。预警卫星属地球同步卫星,通常由3颗预警卫星组成预警网,每颗卫星负责地球表面1/3的区域。一旦有导弹发射,卫星上的红外望远镜在导弹发射后大约90秒时就能探测到尾焰产生的红外辐射信号,并传送到地面站,然后又传送到指挥中心。此过程仅需要3~4分钟,能为己方争取15~30分钟的预警时间。在海湾战争中,美国利用预警卫星,用“爱国者”导弹成功地拦截了伊拉克的“飞毛腿”导弹。
4.海洋监视卫星
海洋监视卫星主要用于探测、监视海面状况和舰船、潜艇活动,侦收舰载雷达信号和窃听舰船无线电通信。能在全天候条件下鉴别舰船的编队、航向和航速,并能探测水下核潜艇的尾流辐射等,还可为舰船的安全航行提供海面状况和海洋特性等重要数据。它具有覆盖海域广阔、可探测运动目标、轨道高、由多颗卫星组网等特点。