航空偵察技術總結與展望

黃厚田

摘 要：偵察是指主動獲取目標區(qū)域信息的技術，主要由軍事需求引領。從偵察手段來看，最早期通過偵察兵人眼近距離偵察回報，到用膠片式相機拍照，再到近代結合通信電子偵察技術，雷達電子偵察技術，紅外偵察技術，多光譜高光譜偵察技術，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，如雷達陣地，優(yōu)點是功率大，偵察能力強，缺點是靈活性差;有地面移動載體，如偵察用裝甲車，優(yōu)點是靈活隱身性好，缺點是視野首先，偵察距離和能力有限，有航天載體，主要是偵察衛(wèi)星，優(yōu)點是突防能力好，偵察范圍大，缺點是偵察實時性不強，需要衛(wèi)星運動到指定位置，有水面載體，如偵察船，優(yōu)點是運動范圍廣，能長時間連續(xù)工作，缺點也是視野受限，對空天偵察能力強，對地面?zhèn)刹炷芰ζ?，最后是好空偵察，主要是偵察機和飛艇，優(yōu)點是機動靈活，偵察實時性強，視野好，缺點是受空域限制突防能力不如航天偵察。

關鍵詞：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，首先掛裝的是半自動式膠片相機，需要飛行員進行輔助操作，獲取到的膠片需要在飛機返航后進行沖洗才能夠獲取到目標區(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年美國貝爾實驗室發(fā)明CCD（Charge-coupled Device，電荷耦合器件）以后，航空偵察相機開始普遍采用光電子探測器替代傳統(tǒng)膠片，以提高偵察的實時性，尤其是數(shù)據(jù)高速傳輸技術的發(fā)展，實現(xiàn)航空偵察機獲取到的圖像通過空天數(shù)據(jù)鏈實時傳輸?shù)降孛嬷笓]中心，極大的提高了航空偵察的實時性與靈活性，對目標區(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在拍照時通過相機進行推掃或擺掃動作時同時進行TDI積分對景物進行連續(xù)成像，優(yōu)點是探測器靶面小，光學系統(tǒng)設計相對簡單，缺點是對目標進行連續(xù)成像的過程中，容易受到載機飛行姿態(tài)變化的影響，圖像容易產生彎曲和變形。

自從上世紀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，隨著科學技術水平的提高，大靶面的面陣CCD可以很好的替代傳統(tǒng)膠片式相機，相較于線陣CCD相機，面陣CCD相機曝光時間更短，受載機姿態(tài)擾動更小。

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

除航空偵察相機以外，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，合成孔徑雷達最為迅速。紅外偵察探測器的應用主要是彌補可見光相機無夜間偵察能力，同時針對熱目標成像的工作原理，提供了一定的偽裝識別能力，在預警領域，對于飛機發(fā)動機等熱目標的紅外偵察預警有著廣闊的應用前景。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的能力。合成孔徑雷達是上世紀50年代基于美國科學家提出的基于目標與雷達的相對運動所產生的多普勒頻移提高分辨力的思想研發(fā)，相對于可見光相機或紅外相機，合成孔徑雷達的特點是成像效果不直觀，需要繁瑣的數(shù)值計算才能提取出目標區(qū)域的信息，優(yōu)點是成像距離遠，可以獲取到精確的距離信息，并且受天氣影響小，可以實現(xiàn)全天候的偵察。

二、航空偵察未來發(fā)展趨勢

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

（1）以大型預警機和飛艇為代表的長時空中監(jiān)視和預警。航空偵察的特點一直以來突出的都是靈活性，但隨著空中加油技術的不斷提高和飛艇研發(fā)技術的不斷發(fā)展。大型預警機和飛艇可以實現(xiàn)長期駐留空中，再進一步通過增加數(shù)量，實現(xiàn)組網偵察，對防區(qū)內進行不間斷的反突防保護偵察，有效針對美國F22等隱身戰(zhàn)機，抑制其利用自身高隱身性能對防區(qū)進行偵察。

（2）以X37B為代表的超高空超高速偵察機，相對組網的預警機和飛艇，超高空高速的偵察機就是進一步強調靈活性，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）以捕食者飛機為代表的察打一體化偵察模式。美國的捕食者飛機在近代戰(zhàn)爭中已經有多次成功應用，在識別要打擊的目標后，第一時間又偵察機進行武裝打擊，極適合于斬首行動，在未來察打一體化偵察機的偵察能力和作戰(zhàn)半徑和作戰(zhàn)能力必將有進一步的提升。

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

三、總結

受軍事和民用需求引領，各種偵察手段隨著科技的進步，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，經歷多個階段的跨越式發(fā)展，在多次演習及實戰(zhàn)中，驗證了其靈活機動實時性高的特點，在未來針對更加具體的需求，會有更多元化的發(fā)展，在軍事偵察偵察領域中將扮演越來越重要的角色。