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军事教程:火眼金睛的侦察监视技术

时间:2023-08-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:随着现代科学技术特别是高技术的发展,现代侦察监视技术已经取得了并正在不断取得突破性进展,基本上实现了全方位、全天候、多手段的侦察,成为获取对方信息的最主要技术手段。现代侦察监视是以目标特征信息的暴露为前提的,目标不同,其特征信息必然不同。因此,要具备全天候、大空域、全天时的侦察监视能力,就必须综合运用各种技术侦察手段,才能完成侦察保障任务。

军事教程:火眼金睛的侦察监视技术

(一)侦察监视技术概述

1.侦察监视技术的基本概念

现代侦察监视技术是指为发现、识别、监视、跟踪目标,并对目标进行精确定位所采用的一系列技术措施。

随着现代科学技术特别是高技术的发展,现代侦察监视技术已经取得了并正在不断取得突破性进展,基本上实现了全方位、全天候、多手段的侦察,成为获取对方信息的最主要技术手段。它可以为指挥人员的决策提供及时、全面、准确的情报信息,是夺取战争胜利的重要保障。

2.影响侦察的基本因素

(1)目标的特征信息

目标所产生的声、光、电、磁、热力等信息,称为目标的特征信息。现代侦察监视是以目标特征信息的暴露为前提的,目标不同,其特征信息必然不同。目标特征信息的强弱与背景反差等,都是影响侦察识别、探测距离的重要因素。战场目标最主要、最直接、最便于使用遥感方式探测的特征信息是目标本身辐射或发射的各种波(电磁、声波等)。各种目标辐射或反射波的形式和能力是不同的。几乎所有的目标都能够辐射红外线,并且有反射电磁波的特性;某些目标(雷达、电台)还能够辐射强烈的电磁波;目标在运动时还不可避免地发出声波,从而为现代侦察监视技术设备的探测,提供了目标的特征信息。

(2)地形、地物条件

各种光学侦察设备、地面侦察雷达都要求通视条件良好,而地形起伏、高大地物遮障、地球曲率都会给这部分侦察设备观察目标带来障碍

(3)气象条件

侦察器材受暗夜和气象条件的影响程度,取决于它们采用的工作波长,波长越短,频率越高,受到的影响越大。例如,暗夜使工作在电磁频谱最高段的光学器材失去作用;烟、雾、雨、雪则降低红外器材的效能,而对雷达的影响较小;大的降水影响高频雷达的工作,而对低频雷达的影响较小。因此,要具备全天候、大空域、全天时的侦察监视能力,就必须综合运用各种技术侦察手段,才能完成侦察保障任务。

(4)人为条件

现代战争战场瞬息万变,对方又采用各种手段千方百计地阻挠己方侦察。随着科学技术的发展,反侦察手段也有所进展,比如隐身技术、伪装技术等。这就对侦察监视技术提出了更高的要求,不仅要具备全天候、大空域、全方位的侦察监视能力和必须综合运用各种技术的侦察,而且还要不断运用高技术,改进侦察设备。只有这样,才能及时、准确、全面地掌握对方信息。

3.现代侦察技术的分类及侦察系统的工作进程

(1)现代侦察技术的分类

现代侦察技术主要是指应用现代高技术手段进行的侦察。它按照各种运载侦察装备平台的活动空域,分为地面侦察、水面(下)侦察、空中侦察、航天侦察四类;按照侦察任务范围,分为战略侦察、战役侦察和战术侦察;按照侦察活动的方式,分为武装侦察、谍报侦察和技术侦察;按照不同兵种的任务范围,分为陆军侦察、海军侦察、空军侦察和战略导弹部队侦察;按照侦察监视所采取的手段,分为观察、窃听、搜索、捕俘、火力侦察、照相侦察、雷达侦察、无线电侦察、调查询问、搜索文件资料等;按照实现探测知识的技术原理,分为光学侦察、电子侦察、声学侦察三类。

(2)侦察系统的工作过程

高技术侦察系统的工作过程为:获取目标的特征信息;以波的形式通过介质对获取的情报信息进行传输;接受输来的情报信息;对情报信息进行加工、处理、分析、判断;将侦察监视得到的目标信息直接传递到指挥所信息处理显示设备,为指挥提供决策所需的准确情报。

(二)现代侦察监视技术的主要种类

1.无线电侦察技术

无线电侦察技术分为无线电通信信号接收、测向和无线电非通信信号接收、测向两大类。详细内容请参看电子对抗有关章节。

2.照相侦察技术

照相侦察技术,是依靠照相机摄取目标图像,从而获取情报信息的一种技术。照相侦察技术包括可见光照相侦察、红外线照相侦察、紫外线照相侦察、多光谱照相侦察、微波照相侦察、激光照相侦察等。

(1)可见光照相侦察

可见光是波长为0.39~0.76微米的电磁波,它能引起视觉,故称为可见光。可见光照相根据使用胶卷的不同可分为黑白照相和彩色照相。由于人眼对色彩的分辨本领较高,所以彩色照相可以增加分辨物体的信息量,并易于判读。

(2)红外线照相侦察

红外线的波长范围为0.76~1 000微米,它位于可见光谱的红外端,故称为红外线。红外线照相是红外胶卷对目标和背景反射和辐射的红外线感光形成的影像。它的主要优点有:

配合黑白照相,以弥补其色调的不足。在红外照片上,由于植物的色调很浅,所以桥梁、码头等目标就明显显现出来,而上述目标与背景在黑白照片上色调差别不大,故不易区分。因此,红外照片与黑白照片相配合使用,更便于准确详细地判读目标。

一是能揭露部分伪装。由于绿色植物对红外线的反射率要远高于一般绿色颜料,因此涂上绿色保护漆的军事目标即使处于绿色植物背景中或覆盖反可见光伪装网,在红外照片上依然容易被识别发现。二是能在烟雾中使用。由于景物反射的红外光在烟雾中衰减较小,故在烟雾中进行红外照相容易获得目标图像信息。

(3)紫外线照相侦察

紫外线波长范围为0.1~0.39微米,它在可见光谱的紫外端,故称为紫外线。照相机镜头上装上紫外滤光镜,就可以进行紫外线照相。由于白雪对紫外线的反射率很高,而一般白色颜料及大多数材料对紫外线的反射率较低,所以紫外线照相可用于揭露雪地上涂有白色颜料的伪装目标。

(4)多光谱照相侦察

多光谱照相是在可见光照相的基础上,通过各种滤光片和多种感光胶片的组合,向红外和紫外两个方向扩展而形成的一种照相方法。它能够把同一目标发射的各种波长的电磁波(目标的光谱)划分为若干窄的波段(光谱带),在同时间内,由几台仪器分别在各个不同光谱带上对同一目标进行照相,然后将图像资料进行加工处理,并绘制成光谱曲线,再以同样的方法将预先测得的各种目标反射与反射光谱曲线作比较,就可以鉴别出目标的类型。

(5)微波照相侦察

微波照相是利用无线电回波或目标自身辐射的微波形成图像的一种照相方法。微波照相不受气象条件、光照条件的限制,并且有利于揭露隐蔽和伪装的目标,显示目标景象。

(6)激光照相侦察

激光照相是利用激光良好的相干性实现的非透镜成像。这样照相记录了目标的全部光信息,因此又称为全息照相。其优点为:①观看全息底片近似于观察实物,即改变观察角度,可以看到原先被障碍物挡住的部分;②全息底片的任何小的一块,都能再现拍摄的完整画面;③同一底片可使用不同频率的激光束拍摄不同的画面,目前,同一底片最多可拍摄150幅画面而不相混淆。激光全息照相的照片生动逼真,立体感强,分辨率高,容易判读,为军事侦察提供了良好的应用前景。

3.雷达侦察技术

雷达侦察技术是利用物体对无线电波的反射特性来发现目标和测定目标状态(距离、高度、方位角和运动速度)的一种侦察手段。

(1)雷达的组成及工作原理

雷达由天线、天线控制设备、调谐机构、接收机和终端设备等部分组成。雷达侦察的基本原理为:用雷达对抗侦察设备,对敌方各种雷达设备所发射的信号进行侦收、检测、识别、分析、定位和处理,以查明敌方武器装备的类型、用途、性能和配置,并测定其各种参数,实施警告和引导干扰或为火力摧毁提供坐标。

(2)侦察雷达的类型及应用

预警雷达。预警雷达一般采用相控阵或超视距技术,其作用距离在1 000~5 000千米之间,能在远距离上探测到各种远程导弹或轰炸机,根据探测数据提供早期的预警。

中、近程对空侦察雷达。中、近程对空侦察雷达探测的目标主要是各种作战飞机、巡航导弹直升机无人驾驶机等。这种雷达的作用距离在150~200千米之间,主要担任防空系统的空情侦察任务,也可以对我方飞机导航或对制导雷达作方向引导。

炮位侦察雷达。炮位侦察雷达主要用于对敌人发射火炮的位置进行测定,并能为己方炮兵射击校正弹着点,其作用距离一般在20~50千米之间。

战场侦察雷达。战场侦察雷达主要用于对战场各种地面活动目标进行侦察,也可以对超低空飞行的直升机、地地导弹进行侦察。这种雷达按照最大作用距离可分为:近程侦察雷达,探测距离为10千米以内;中程侦察雷达,探测距离为30千米以内;远程侦察雷达,探测距离为30千米以上。(www.xing528.com)

海岸侦察雷达。海岸侦察雷达是以海上各种舰、船、低空飞行的飞机、岸舰导弹为主要侦察目标。这种雷达具有较强的海浪杂波信号(海浪强烈反射雷达波)抑制能力,探测距离一般在100~200千米之间。

4.传感器侦察技术

(1)地面侦察传感器

地面侦察传感器是一种能够对地面目标所引起的战场环境物理场变化进行探测的小型侦察设备。它能够适应各种环境,全天候、全天时、被动式地连续工作。它可用飞机空投、火炮发射,或人工埋设到交通线上和敌人可能入侵的地段,侦察敌人地面目标活动情况,或者在己方要地担任警戒任务。

地面传感器依据其探测器的工作原理,可分为声响传感器、震动传感器、磁性传感器、红外传感器、应变电缆传感器等类型。

声响传感器的探测器是一个传声筒,其工作原理与麦克风和调频发射机的工作原理相同。声响传感器的优点是能够鉴别目标是人员还是车辆,根据人员谈话可以判明是敌方还是己方,根据车辆的声响可以判明其种类。其探测范围,一般对人员正常谈话可以达到40米,对运动车辆可以达到数百米。如美国陆军使用了一种悬挂在树上的被称为“音响浮标”的装置,探测距离为300~400米,接近人的听觉范围。

震动传感器是通过震动探头(也叫拾震器)拾取地面震动波来探测目标的类似于记录地震原子弹爆炸震波的地震仪。震动传感器分为空投式和地面安放式两种,主要用来接收人员或车辆活动造成的地面震动信号。震动传感器的灵敏度高,可探测到30米处行走的人员或300米处行进的车辆,但其探测距离受土质和地形影响较大。坚硬土质探测距离远,松软土质探测距离近,洼地、沟壕、溪流几乎可以使拾震器失去作用。

磁性传感器的探测器为一个磁性探头,其工作原理与金属检测器相同。当由铁磁金属制成的物体,如步枪、车辆等进入磁性传感器的探测范围时,传感器便发出警报信号。其探测范围,对武装人员在5米之内,对轮式车辆在15米以内。

红外传感器是利用钽酸锂(LiTaO)受热释电的原理而制成的无源被动式探测器。该探测器通常隐蔽地布设在监视地区(道路)附近,当目标经过时,红外探测头即吸收目标发出的红外辐射,释放电荷,变成电信号输出。它能发现视角扇面内20~50米以内的目标。其优点是:体积小,无源探测,隐蔽性好;响应速度快,能探测快速运动的目标,并能测定目标方位。不足之处是:必须人工布设,探测张角范围有限,没有辨别目标性质的能力。

(2)水下侦察传感器

水下侦察传感器主要是“声呐”。声呐是接受水中声波的装置,主要用于对水中目标的搜索、测定、识别和跟踪,也可以用于水声对抗、水下通信、导航和对水下武器(鱼雷、水雷等)的制导或控制。

声呐的基本原理是:捕捉、接收水声信号,将水声信号转换成电信号,经过放大处理后,由显示控制台显示定位。其按工作方式可分为被动式声呐和主动式声呐。被动式声呐又称为噪声声呐,它本身不发射声波信号,靠捕捉水面和水下目标(水面舰艇潜艇、鱼雷等)在航行和工作时所产生的噪声,来搜索目标并确定其方位、距离和速度。主动式声呐又称为回声声呐,它本身发射声波信号,靠目标反射的回波信号来搜索测定目标。

5.其他侦察技术

侦察监视技术除无线电、照相、雷达和传感器侦察技术外,还有战场窃听侦察、电视侦察和炮位声测侦察等技术。

战场窃听侦察,是以偷听敌人语音来获取情报的一种手段。其基本样式可分为:声音窃听、电话窃听和激光窃听。

电视侦察,是利用电视技术获取图像情报的一种技术。其特点是:①音像共存,景象直观;②情报传递速度快,传播面广,时效性强;③可搭载各种平台实现立体侦察;④具有全天时侦察能力。

炮位声测侦察,是利用声音探测装置发现敌人正在发射的炮兵阵地,确定其位置以引导己方炮兵或火箭兵以火力进行压制或摧毁的一种技术。声测设备是一组(至少有两个)分开配置的听音器,假设火炮发出的声音,以已知速度均匀地向外传播,到达各听音器时就会出现时间差,根据每两个听音器之间的距离(声测基线)和听到声音的时间差,就可以确定火炮位置。其特点是:①不受能见度限制,可全天侦察;②不受透视条件限制,可在山地森林实施侦察;③受战场无关声音的影响较小,当无关声源(如飞机、坦克)距离听音器大于400米时,一般不影响声测作业;④既可侦察敌方的炮位,又可为己方火炮校正弹着点;⑤属于被动式侦察设备,隐蔽性较好。

(三)侦察监视技术在军事上的应用

现代侦察监视技术在军事上的应用,按空间地域及其运载工具的不同,可分为地面侦察、海上侦察、航空侦察、航天侦察。

1.地面侦察

地面侦察是指在陆地上进行侦察与监视,可分为便携式侦察和机动侦察,可执行战略、战役、战术侦察任务。常用的侦察设备有:可见光照相机、望远镜潜望镜、观察镜、瞄准镜;各种红外光、微光、激光、电视、声测等侦察观测器材,地面传感器、地面侦察雷达、装甲侦察车、无线电技术侦察设备、电话窃听器等。

在现代化装甲侦察车上装备有各种侦察观测设备,如大倍率光学潜望镜、主动红外观察镜、激光测距仪、地面导航仪、红外报警仪、战场侦察雷达、核生化探测器等先进的侦察设备。

2.海上侦察

海上侦察主要分为水面舰艇侦察、海军航空兵侦察和两栖侦察,可用于执行战略、战役、战术侦察任务。常用的技术装备有:舰艇警戒雷达、声呐、各种红外、微光、激光、电视等光电侦察设备;潜望镜等光学观察设备;红外搜索仪、水声侦察仪、雷达侦察仪、磁力侦察仪,以及电子侦察设备等。

3.航空侦察

航空侦察是指使用航空器在环绕地球的空气间,对敌方活动、阵地等情况进行的侦察与监视。航空侦察使用的平台有:飞机、飞艇、飘浮气球、系留气球和旋翼升空器等,其中又以有人驾驶侦察机、侦察直升机、无人驾驶侦察机和预警机为主。航空侦察主要用于执行战略、战役、战术侦察任务。

航空侦察设备主要有:可见光照相机、红外照相机、红外前视设备、侧视雷达、红外扫描仪、多光谱照相机、激光扫描相机、电视摄像机合成孔径雷达、机载预警雷达、微波辐射仪、无线电技术侦察设备等。

4.航天侦察

航天侦察按使用的航天器的不同可分为卫星侦察、宇宙飞船侦察、空间站侦察和航天飞机侦察。航天侦察主要用于战略侦察,也可以进行战役、战术侦察。

卫星侦察是使用人造卫星进行的侦察。根据任务和侦察设备的不同,侦察卫星又分为照相侦察卫星、电子侦察卫星、海洋监视卫星、预警卫星和核爆炸探测卫星等。

航天侦察的设备主要有:可见光照相机、电视摄像机、多光谱照相机、各种扫描仪、红外线探测器、侧视雷达、无线电技术侦察设备及探测核爆炸用的X射线、γ射线、中子探测器等。

(四)高技术侦察特点和发展趋势

1.空间上的立体化

由于现代武器的射程急剧增加,部队的机动能力迅速提高,现代战争必然是大纵深的立体战争。为了适应这种特点,侦察与监视体制必然是由空间、空中、地(水)面以及水下侦察系统组成的战场立体侦察系统。众所周知,各种侦察与监视系统虽然各有自己的优点,但也都存在着各自的局限性。然而,当人们把性能互补的几种侦察系统组成一个有机的综合体系时,就可以在侦察与监视的地域、时间、周期以及情报的处理和利用方面,取长补短,互相补充,互相印证,从而获得准确、完整的情报。

海湾战争中,以美国为首的多国部队部署了适应立体战场的侦察情报设备或平台系统。其中,空中侦察有侦察卫星23颗,各种侦察机、预警机和无人驾驶机130多架;海上侦察有各种舰船装载的信号监听、测向和电子支援系统以及雷达监视系统;地面侦察有装甲侦察车、战场侦察雷达、炮位侦察雷达、战场电视、地面遥感和传感器热成像仪、光电侦察设备以及谍报侦察等。这些装备(或手段)遍及天、空、地、海之间,组成了远中近程、高中低空的全方位、多层次、多手段的立体侦察监视体系,形成了各具特色、性能互补、全天候、全天时侦察监视网,为制定作战行动计划,确定武器攻击的目标,发挥武器装备效能等提供了可靠的情报保障。

2.速度上的实时化

情报的价值首先取决于其实效性。现代战争的作战方式转换快、战斗节奏快、战场情况瞬息万变,因而要求军事侦察尽量缩短获取、传递和处理情报的时间,以使侦察情报具有一定的实时性。

海湾战争中,美国使用“锁眼”KH-11照相侦察卫星拍摄到的战场地物图像,经卫星上数—模转换器变成数字信号后,立即传送到华盛顿国家判读中心还原成高分辨率(0.15~0.3米)地面图像,供判读人员使用,全部过程在1.5小时内即可完成。

上述快捷、高效的实时侦察能力,得益于高技术的侦察监视技术手段和以计算机为核心的军队自动化指挥系统。它们组成的侦察监视系统,提高了收集、分析、处理、传送战场信息的实效性,能够为指挥员提供及时准确的战场情报。

3.手段上的综合化

现代高技术战争首先是信息总体战,单靠某一种侦察手段难以完成侦察情报保障任务,因此必须依靠诸兵种的合成侦察力量,综合运用各种技术侦察手段,以形成整体侦察的最佳功能,才能满足部队作战的需要。当今世界各国侦察监视系统都向多频段、多传感器综合使用的方向发展。这种系统能把可见光、红外、夜视、电视、激光、雷达等各种侦察技术有机地组合起来,形成功能齐全的综合化侦察系统。美国的“锁眼”KH-12照相侦察卫星,既能将目标成像,又能侦察各种电磁波信号;美军“升降式目标侦察系统”在M113型装甲车上装有战场侦察雷达、前视红外仪、电视、激光测距目标指示器,以及射频干扰仪,可对目标的多种频段信息特征进行侦察定位,为战斗行动提供全面的侦察保障。

4.侦察与攻击一体化

具有高技术武器装备的部队,基本上实现了情报、指挥与控制、打击一体化。当今,美、俄、英、法的战斗机,除装备有先进的脉冲多普勒火控雷达外,还装有前视红外仪、红外搜索跟踪系统、微光电视设备、夜视眼镜及地形跟踪雷达等,能在各种恶劣的天气和夜幕条件下作战,实施侦察搜索和有效的攻击。如美国的F-117隐形战斗轰炸机,机上装有红外搜索跟踪系统和激光测距目标指示系统,夜间飞行性能好,一旦发现目标,只要机上瞄准具的十字线对准目标,激光制导炸弹就可以准确无误地击中目标。美国M1A1、英国“挑战者”2、苏制T-80型主战坦克,都装有先进的光电侦察设备,能够在昼夜间搜索目标进行攻击。

5.更加注重提高侦察监视系统的生存能力

由于侦察监视系统本身存在一些缺点,同样可以被对方的侦察监视系统反侦察,更由于现代反侦察手段的不断提高,特别是精确制导武器的威胁,侦察监视系统的生存能力越来越受到各国的重视。比如,反卫星导弹、反激光武器的出现,高空中的卫星不再是“高枕无忧”,而是要不断地提高反攻击、反电子干扰、反辐射的能力。

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