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hǎi yánɡ jiān shì wèi xīnɡ hǎi yánɡ jiān shì wèi xīnɡ |
| 用於監視海洋上艦船和潛艇活動與偵察艦艇上無綫通信及雷達信號的衛星。一般由多顆衛星組成監視網。能有效地探測和鑒別海上艦船和潛艇，並準確地確定它們的位置、航嚮和航速，所得信息經處理後傳輸給地面站，再由地面站轉發給有關軍事部門使用。 |
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名稱: 海洋監視衛星
主題詞或關鍵詞: 海洋科學
內容
海洋監視衛星是用於探測、識別、跟蹤、定位和監視全球海面艦艇和水下潛艇活動的衛星，它能提供艦船之間、艦岸之間的通信，是７０年代發展起來的十分先進的衛星技術。由於它所覆蓋的海域廣阔，探測目標多而且是活動的，所以它的軌道較高，並且多采用多星組網體製，以保證連續監視。海洋監視衛星分為電子型和雷達型兩類，它是軍事預警和偵察衛星發展的一個重要分支。海洋監視衛星問世以來，廣泛用於發現和跟蹤海上軍用艦船，探測海洋各種特性。海浪的高度、海流強度和方向、海面風速、海水溫度和含????量等等數據，都是極為寶貴的軍事情報。蘇聯和美國都先後發射了這種衛星。美國的“海洋１號”衛星能利用其側視雷達全天候地監視海上小型船衹，它還能探測出高度不過１0釐米的海浪。
它是用於監視海上艦衹潛艇活動、偵察艦艇雷達信號和無綫電通信的偵察衛星。世界上第一顆海洋監視衛星是蘇聯於1967年12月27日發射的 “宇宙”198號衛星 ，這是一顆試驗衛星。蘇聯的海洋監視衛星自1973年後進入實用階段。 |
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海洋監視衛星的作用在於探測、監視海上艦船和潛艇的活動。它要求能在全天候條件下監測海面，有效鑒別敵艦隊形、航嚮和航速，準確確定其位置，能探測水下潛航中的核潛艇，跟蹤低空飛行的巡航導彈，為作戰指揮提供海上目標的動態情報，為武器係統提供超視距目標指示，為本國航船的安全航行提供海面狀況和海洋特性等重要數據。另外，它還要求能探測海洋的各種特性，例如海浪的高度、海流的強度和方向、海面風速及海岸的性質等，從而可為國民經濟建設服務。
一般來說，需進行監視的海洋目標具有以下特點：(1)幾何尺寸較大，對探測的空間分辨率要求不高；(2)通常是金屬結構，輻射、散射特性及對可見光的反照率有明顯特徵，特別對無綫電波具有較強反射能力，使無綫電探測成為對海洋目標進行探測的有效途徑；(3)大都是低速運動目標，不需要采用對高速運動目標進行監視的凝視手段，但是，要求有較高的時間分辨率和較高的定位精度對航速和航嚮進行測定；(4)時刻在輻射無綫電信號，可以采用電子偵察的技術途徑實現對海洋目標的監視。
一般來說，海洋監視衛星應該具有寬闊的覆蓋範圍，以便於發現稀疏的海洋目標；從武器的性能和實戰的需要考慮，海洋目標的定位精度必須優於5km；由於海洋軍事情報總是動態的，對海洋目標進行跟蹤監視、測量位置、航速和航嚮，要求海洋目標監視係統時間分辨率至少在2~4h。綜合這些方面考慮，衛星由於其本身所具有的覆蓋範圍大，定位精度高，重訪時間短，探測手段多的特點，使它成為對海洋目標進行監視的有效途徑。通常，我們把由海洋監視衛星組成的係統，稱為衛星海洋目標監視係統。 |
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| 按所攜帶的偵察、監視設備的不同和采用偵察手段的不同，海洋監視衛星大體可分為成像型和電子型，成像型可分為可見光成像、紅外成像和微波成像等；電子型可分為被動無源的電子型偵察和主動有源的雷達型偵察。其中，電子型主要用於測定海洋目標的位置、航嚮和航速，成像型則可更加詳細地獲得目標的外觀，用途等信息。二者結合，則使由海洋監視衛星組成的目標監視係統成為可對動態目標快速定位、具有可見光、紅外、微波等多種偵察手段的復雜係統，大大增強其對情報的偵收、處理和傳輸能力。 |
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| 海洋監視衛星是20世紀70年代發展起來的先進衛星技術。前蘇聯是世界上最早發展海洋監視衛星的國傢。世界上第一顆海洋監視衛星是前蘇聯1967年12月27日發射的“宇宙-198”衛星，這是一顆雷達型海洋監視試驗衛星(US-A)。從1974年起，蘇聯開始發射電子偵察型海洋監視衛星(US-P)。這兩類偵察衛星均混編在“宇宙”號衛星係列中。後來，由於帶有熱離子核反應堆的US-A衛星兩次墜入大氣層，前蘇聯不得不停止發射這種衛星，而全力發展采用雙星組網工作方式的US-P衛星。截至1997年底，US-P衛星已發射了46顆，其中24顆屬於基本型，22顆屬於改進型(US-PM)。美國從1971年12月開始發射“一箭四星”的試驗電子偵察型海洋監視衛星。1976年4月發射正式使用的第一組“白雲”號電子偵察型海洋監視衛星，1977年和1980年又各發射第二、三組。目前，美國正在執行“聯合天基廣域監視係統”(SBWASS-Consolidated)計劃，該計劃由“海軍天基廣域監視係統”(SBWASS-Navy)和“空軍與陸軍天基廣域監視係統”(SB-WASS-Air Army)合併而成，兼顧了空軍的戰略防空和海軍海洋監視的需求。美國在發展“白雲”係列的同時，也開展了代號為“飛弓”的雷達型海洋監視衛星的研製工作，並曾執行了“海軍海洋遙感衛星”(NROSS)計劃，試圖使用一種重量更重、傾角更大的衛星，以同時滿足國防和民用需要。到目前為止，衹有美國和俄羅斯這兩個軍事強國利用海洋監視衛星組成了實用型的衛星海洋目標監視係統。但印度、法國、日本等國傢也已經有了海洋監視衛星，其他一些國傢也正在積極研製之中。 |
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世界上典型的衛星海洋目標監視係統是美國的“白雲(White Cloud)”係統。該係統於20世紀60年代末開始建設，到1995年發射了最後一組衛星，共發展了三代“白雲”係列電子型海洋監視衛星。“白雲”係統每個星座均由1顆主衛星和3顆子衛星(SSU)組成。其中，主衛星主要利用各種偵察手段來獲取情報，子衛星則裝有射頻天綫，通過射頻天綫測定的電子信號到達時間，來計算出精確的信號發射源距離和方位。
相對而言，第三代“白雲”係統衛星比前兩代在功能密度和技術性能上有了很大的提高，主要體現在：(1)主衛星用高級“KH-11”衛星和“長麯棍球”成像偵察衛星替換了紅外掃描儀和毫米波輻射儀，使海洋監視衛星成為可對動態目標快速定位、具有可見光、紅外、微波等多種偵察手段的復雜係統；(2)采用了新的設計基綫(定位基綫長度縮短了約1/2)和經過改進的偵察與數據轉發設備，在衛星上取消了對射電天文臺造成幹擾的、工作於1427～1434MHz的轉發器；(3)除攜帶被動射頻傳感器外，還攜帶了電光/紅外成像傳感器。從而使衛星能夠探測到潛艇為冷卻反應堆排放的熱水餘跡，達到跟蹤水下潛艇的目的；(4)衛星係統對海洋目標進行監視的範圍更大，達到每組衛星7000 km2的偵察區域，在一定條件下還可在108 min後監視同一目標。由4組衛星組成的係統能夠對地球上40～60°緯度的任何地區每天監視30次以上。由此可見，在佈局結構、偵收設備和數據處理設備等方面經過改進的“白雲”係統(即第三代)，對海洋目標進行監視的動態範圍、實時性和準確性都有了顯著的提高，同時，也很容易滿足前面提到的時間分辨率要求。
各種設備的改進和增加在帶來係統性能提升的同時，也使得三代“白雲”係統衛星在重量和體積上有了較大的增加。其中，第三代“白雲”係統主衛星重達7000kg，前兩代的主衛星重量僅600 kg；第三代係統的子衛星重量達到了300 kg，遠超過前兩代子衛星的重量45kg。但是，雖然重量和體積增加了，但第三代“白雲”係統衛星的功能密度更高，技術性能更強，使海洋目標監視係統的整體性能也大大增強了。
海洋目標監視係統的一個重要功能就是對海洋目標進行定位。衛星海洋目標監視係統已采用的定位方式主要有單星多基綫定位和三星時差定位。文中所述的“白雲”係統采用的就是三星時差定位方式。需要指出的是，類似“白雲”係統這樣“一主三副”型的海洋目標監視係統主要通過SSU子衛星來實現定位，而主衛星則大多用於其它偵察方式，如成像偵察。因此，三星定位主要是基於電子型衛星的定位方案。這種方案技術簡單，有效載荷技術成熟，信號的分選、脈衝配對容易解决，星座的數據處理可以在地面進行，衹用較少的衛星即可滿足目標監視時間分辨率的要求，是衛星海洋目標監視係統對目標實施定位監視的一種高效解决方案。其基本原理是：測出2顆衛星收到海面某信號源的時間差(兩衛星到信號源的距離差)，即可獲得以這2顆衛星為焦點的雙麯面，再用另外2顆衛星又可獲得另一雙麯面，兩雙麯面之交綫與地面的交點就是海面信號源的位置。采用三星時差定位方案，衛星本身的姿態控製精度要求可以降到0.5～0.7°，定位基綫也可根據需要拉長，定位精度較高。但是，它對衛星的軌道控製要求很高，同時還必須有嚴格的時間同步係統。因此，要實現三星時差定位，不但要有極高的軌道控製技術，高精度時鐘技術，而且要有星間鏈路。 |
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(1)多星組網技術：采用多星組網技術並在世界不同地區配置地面站，可以連續而實時地對特定目標與指定地區進行偵察監視，實現全球偵察區域的無縫連接。通過最佳選擇衛星間的軌道間隔，可獲得滿意的輻射目標定位精度並且使其具有偵聽密集信號的能力。通過靈活的空間佈置，衛星海洋目標監視係統能夠通過監視空間的廣域換取較長時間段的連續對地觀測，提高單次偵察情報的準確性和時效性；
(2)元器件集成化技術：元器件集成化技術是衛星小型化的基礎。元器件集成水平越高，在相同的體積內就能攜帶越多種類和數量的探測器和遙感器。使衛星的功能密度更高，技術性能更強；
(3)衛星遙感器技術：采用大動態快速自適應遙感器技術，增加嵌入保護措施，軟、硬一體的冗餘設計和備份，以及增加可適應不同作戰需求背景的多種工作模式,可以提高有效載荷部分的整體效能。利用衛星上的遙感器對海洋環境進行監測，可以進一步提高偵察目標的精度。 |
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haiyang jianshi weixing
海洋監視衛星
ocean surveillance satellite
用來監視海上艦衹和潛艇活動，偵察艦艇上雷達信號和無綫電通信的偵察衛星。海洋監視衛星能有效探測和鑒別海上艦船並準確地確定其位置、航嚮和航速。這種監視由主動型和被動型兩類衛星成對協同進行。主動型衛星能提供艦船尺寸的情報；被動型衛星能提供艦船上電子設備的情報。衛星常采用傾角為63.4°（臨界傾角）、高度為1000公裏左右的近圓軌道。這種軌道近地點和遠地點所在的緯度不變，以保證成對衛星之間的距離不變。監視海洋的衛星與監視陸地的電子偵察衛星的區別在於：①陸地目標位置固定，電子偵察常帶有戰略性質，衛星收集的信息可實時也可延時傳輸和分析；海洋監視基本上是戰術性的，因為海洋上的目標常常是運動的，衛星必須實時傳輸與分析數據。②海洋監視的地區占地球表面積的70％，衛星軌道應比電子偵察衛星的高，以便覆蓋更大的面積。③海洋監視衛星的工作方式有主動型和被動型兩種，而電子偵察衛星的工作方式主要是被動型。
海洋監視衛星按所攜帶監測設備的不同分為兩類。①電子偵察型（又稱被動型）海洋監視衛星：用多顆衛星同時截獲艦載雷達信號來測定水面艦衹的位置。衛星上衹帶被動式偵察設備，接收目標發射或輻射的雷達信號。這種方式與導航衛星采用的雙麯綫導航法類似，即測出兩顆衛星收到海面某信號源的時間差（兩衛星到信號源的距離差），即可獲得以這兩顆衛星為焦點的雙麯面，再用另外兩顆衛星又可獲得一雙麯面，兩雙麯面之交綫與地面的交點就是海面信號源的位置。這類衛星一般載有電子信息收集係統，如石英晶體視頻接收機、全嚮電子信息天綫陣、多通帶濾波器和倍頻檢波器等。為探測潛航的核潛艇，還裝備有毫米波輻射儀和紅外掃描器。②雷達型（又稱主動型）海洋監視衛星：衛星上的雷達發射並接收由目標返回的波束，以確定目標的位置及其外形。用兩顆衛星同時測量可以消除或減少地面雜波的幹擾，容易探測到較小的目標。這類衛星能在惡劣氣象條件和海況下實施晝夜監測。衛星上一般載有大功率和大孔徑雷達，由拋物面天綫掃描海上艦衹活動，然後通過無綫電將收集的情報發回地球站，衛星上帶有核電源（見核動力衛星、核電源）。
美國從1971年12月開始發射“一箭四星”的試驗性電子偵察型海洋監視衛星。1976年 4月發射正式使用的第一組“白雲”號電子偵察型海洋監視衛星；1977年和1980年又各發射第二、第三組。這三組衛星的軌道面互相間隔120°,組網工作。後來發射的衛星都用作替補失效的衛星。每顆衛星重約1噸。蘇聯從1967年底開始發射雷達型海洋監視衛星；從1974年開始發射電子偵察型海洋監視衛星。這兩類偵察衛星均混編在“宇宙”號衛星係列中。
（韋德森 張銘達）
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