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现代侦察与监视技术

现代科学技术特别是高技术的发展,使军事侦察与监视的技术水平和能力有了极大提高。现代侦察设备器材或侦察探测系统有可见光、微波、红外、声学侦察探测设备;并可部署在地面、海上、水下和空中、太空。利用高性能的侦察探测系统可进行全时域、大空域及覆盖全侦察与监视,可迅速、准确、全面掌握敌方情况。世界各国都非常重视现代侦察监视技术的发展,现代侦察监视技术已成为军事高技术重要领域。

一、侦察与监视技术的基本概念

什么是侦察?获取情报,掌握情况。

侦察的作用?对军事斗争的影响?保证作战行动正确,效益最高。

侦察的目的?探测目标——发现、识别、监视、跟踪目标及对目标定位。

什么是侦察技术?为实施侦察而采取的技术。

侦察的要求?准确、及时、连续、隐蔽、安全。

侦察的分类?情报性质、设备平台、发现机理。

侦察是军队为获取军事斗争特别是战争所需敌方或有关战区的情况而采取的措施,是实施正确指挥、取得作战胜利的重要保障。侦察监视技术是指发现、识别、监视、跟踪目标并对目标进行定位所采用的技术。现代侦察与监视系统是根据现代战争的需要,把各种高新技术设备有机结合起来,以实现各种侦察目的的情报保障系统。直接目的探测目标,分发现、识别、监视、跟踪及对目标定位。

发现:依据目标与周围背景的某些不连续性,将目标提取出来,确定某个地方有目标。

识别:确定目标的真假和区分真目标的类型。

监视:严密注视目标的动静。通常隐蔽地实现。

跟踪:对目标的连续不断的监视。

定位:按照一定的精度探测确定出目标的位置,即方位、高度和距离。

侦察监视技术就是指发现、识别、监视、跟踪目标并对目标进行定位所采用的技术。

理论上,自然界中任何实物目标及其所产生的现象总会有一定的特征,并与其所处的背景有差异。目标与背景之间的任何差异,如外貌形状差异,或在声、光、电、磁、热、力学等物理特性方面的差异,都可直接由人的感官或借助一些技术手段加以区别,这就是目标可以被探测到的基本依据。侦察监视系统根据目标的特征信息,包括声、光、电、磁、热、力学等特征信息,完成任务。

现代侦察技术有多种分类方法,通常分为以下三类:

——战略侦察、战役侦察和战术侦察:目标性质、范围、情报使用和所引起的作用不同;

——侦察设备的运载工具及其使用:地(水)面、水下、空中和空间四个侦察系统;

——根据遥感设备的不同:可见光、多光谱、红外、微波、声学侦察等。

二、现代战争中的侦察监视系统

(一)可见光侦察

什么是可见光?正常人眼可见的光。

什么是有色物体?物体对可见光有反射特性。

可见光:波长0.4~0.76微米电磁波作用于视网膜上感光细胞,引起视觉。对可见光能感觉光的不同颜色,红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等。色光呈现不同色彩,因为波长不同,当眼睛同时受到各种颜色光的同时作用时,产生白光感觉,白光是复合光。

电磁波:电磁波根据波长或频率不同分无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、 X射线、 Y射线等。

同一物体对不同波长电磁波反射能力不相同;不同物体对同波长电磁波反射能力也不相同。物体对可见光不同的反射特性决定了它们本身的颜色。

电磁波波长不同,在大气中传输能力不同。大气中水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、臭氧(O3)等气体分子对不同波段的电磁波有不同程度的吸收作用(选择性吸收),使有些波段电磁波被削弱,有些波段完全消失。大气吸收较少的波段(大气透过率较高)称“大气窗口”。目前知道大气窗口有:

0.3~1.3微米:该窗口包括全部可见光、部分紫外光和部分近红外波段,属于目标的反射光谱。照相及扫描方式的侦察器材都采用此“窗口”,是目前侦察领域应用最为广泛的一个窗口。

1.4~2.5微米:属于近红外波段,也是目标的反射光谱,但不能为常用胶卷所感光。在侦察中目前该窗口很少利用。

3~5微米:属于中红外波段,既是目标的反射光谱,也是目标的辐射光谱。

8~14微米:属于中远红外波段,是目标本身热辐射波段,该窗口目前利用也较为广泛。

大于1.5厘米:属于微波波段,是微波雷达应用最为广泛的窗口。

即使处在大气窗口中的电磁波,传播过程中也要受到大气分子的散射,散射程度与波长的四次方成反比,即波长愈短,散射愈多。

根据目标在可见光波段的物理特征,主要侦察器材有各种光学观察器材、照相侦察器材、电视侦察器材、微光夜视侦察器材和激光侦察器材等。

(二)红外侦察

什么是红外侦察?根据物体在红外波段的热辐射,侦察、探测目标。

任何物体温度高于绝对零度时,不断以电磁波形式向外释放能量,称热辐射。

同一物体不同温度时,热辐射能量按波长的分布也不同。温度高,热辐射总能量增大,能量多数分布在波长短的一侧。温度愈高,峰值波长愈短。一般军事目标温度在-15℃~37℃之间,辐射波长约为9~10微米,处于红外波段。多数目标在常温下的热辐射波长都在红外波段,即使夜间,也能通过接收物体红外辐射来进行侦察。

红外线:可见光红光外端,波长0.76~1000微米电磁波。红外线分近红外(0.76~3微米)、中红外(3~6微米)、中远红外(6~20微米)和远红外(20~1000微米),其中近、中、中远红外波段被各类红外侦察器材所利用。

红外侦察设备主要分成像红外探测器和不成像红外探测器两种。成像红外探测器主要有红外照相机、红外夜视仪、热成像夜视仪等,不成像红外探测器主要有红外预警探测器。

1、红外照相机

红外照相机与普通可见光照相机成像方式一样,不同的是要采用只能透过红外辐射的特制镜头,而且要采用对红外辐射敏感的专门的红外胶卷。红外胶卷有两类:红外黑白胶卷和红外彩色胶卷。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,就能识别伪装,发现隐蔽的目标。与可见光照相相比还有个优点是能在夜间或浓雾等不良条件下拍摄远距离的景像,目前只能制造出对近红外区敏感的红外胶卷,而常温下物体近红外辐射能力很弱,所以夜间照相时必须用强光源照射目标。

2、红外扫描装置

因为目前只能制造对近红外辐射敏感的红外照相胶卷,而军事目标中的中、远红外辐射能力却很强,很难对这些目标进行照相侦察,于是出现热敏照相。常用红外扫描装置,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,进行处理放大后再转变成可见光图像。

3、红外传感器

红外传感器是无源被动式红外探测器。当目标经过时,红外探测头吸收目标发出的红外辐射,能发现视角扇面内20米至50米以内的目标。

(三)雷达侦察

什么是雷达侦察?利用雷达波发现、探测物体。

雷达侦察特点?探测距离远、测定目标速度快、精度高、全天候使用、易电子干扰。

雷达侦察设备种类?

雷达侦察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。具有探测距离远、测定目标速度快、精度高、能全天候使用等特点,在战场上应用十分广泛,成为现代战争的一种重要侦察手段。

雷达种类繁多,用途各异,根据任务或用途的不同,可分为:

1、警戒、引导雷达

对空情报雷达;对海警戒雷达;机载预警雷达;超视距雷达;弹道导弹预警雷达。

2、武器控制雷达

炮瞄雷达;导弹制导雷达;鱼雷攻击雷达;机载截击雷达;机载轰炸雷达;末制导雷达;弹道导弹跟踪雷达。

3、用于侦察的雷达

战场侦察雷达;炮位侦察校射雷达;活动目标侦察;侦察与地形显示雷达。

4、航行保障雷达

航行雷达;航海雷达;地形跟随与地物回避雷达;着陆(舰)雷达。

(四)电子侦察

什么是电子侦察?

接收无线电信号:接收无线电通信信号、接收雷达信号。

接收无线电通信信号:测向、侦听。

电子侦察特点:隐蔽、被动、距离不小于被侦察设备工作距离。

电子侦察一般分两大类,一类是无线电探测;一类是侦察雷达。

无线电侦察是使用无线电收信器材,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等情况。具有侦察距离远,速度快,工作隐蔽,受环境、地形、气候等自然条件影响小的特点。包括侦听和测向定位两个方面。

1、无线电通信侦听

无线电通信侦听主要是运用电波传播、信号及联络三个规律来实施侦察。无线电通信侦听设备主要是无线电接收机。

(1)信号规律及侦听

无线电波所传播的信号,必然由通信双方按一定的规则制定信号的形式。

从信号的调制上看,为使无线电通信的每一个信号都能代表某一信息,必须对发射的无线电波进行某种调制。调制的方法通常有调辐、调频、调相等。用不同的方法调制的信号将具有不同的频谱特性,因此在接收时必须采用与之对应的不同的解调方法。

从信号的组合上看,各种无线电通信信号的组合形式虽然不同,但都由电流脉冲的有无、长短和大小表示,它们同样存在着变化规律。同样的电码组合,在各种文字中可表示不同的含义。

从波形上看,无线电波也有不同的形式,如连续波、断续波、矩形波等。通过对不同的波形及波纹的分析,可以查明敌方通信信号的技术规格、调制方式、排列方式和组合规律等技术参数。

(2)联络规律及侦听

在无线电通信中,除发射载有信息的无线电波外,还必须相互规定呼号、频率、联络时间等通信诸元和勤务用语。

2、无线电测向

无线电通信测向是指利用无线电定向接收设备(又称无线电测向仪)来确定正在工作的无线电发射台方位的工作过程。通过测向能确定通信电台的方位。无线电通信测向的种类较多:

——按显示方法不同可分为听觉测向和视觉测向;

——按使用方式不同可分为固定测向、半固定测向和移动式测向;

——按测向机的用途分空中测向、海上测向和地面测向;

——按适用波长不同分长波测向、中波测向、短波测向和超短波测向等。

(五)多光谱侦察

什么是多光谱侦察?同时、分别在各个不同的光谱带上对同一目标进行照相或扫瞄,获得的图像。

主要特点?识别针对单一光谱侦察的伪装,工作范围受限,一般0.35~0.9微米波段,至多不超过1.35微米。

多光谱侦察是把目标发射和反射的各种波长的电磁波划分成若干窄的波段,在同一时间内,用几台仪器分别在各个不同的光谱带上对同一目标进行照相或扫瞄,将所得图像或信号进行加工处理,分析比较,就可以从物体光谱和辐射能量的差异上区分目标。在多光谱侦察获得的图像上,生长旺盛的活体植物呈现红色,伪装用的砍伐植物呈蓝色,涂绿漆的金属物体呈现黑色。

多光谱照相机由于受感光胶片光谱响应的限制,其工作范围一般在0.35~0.9微米波段,至多不超过1.35微米。

(六)声学侦察

声波特点?弹性波,声波在不同的介质中的传播速度不同。

声波用途?传声,反射。

水中声波传输特点?透射与绕射;反射与折射;散射与混响;衰减;声道。

声学侦察设备主要有声响传感器、炮兵声测仪、水下探测设备等。

声波是一种弹性波,声波在不同的介质中的传播速度不同。空气声波传播速度每秒340米左右。

1、声响传感器

声响传感器使用很普遍,它的探测器是一个传声器,是一种声电转换器。工作原理与麦克风相同。最大优点是分辨力强。处理后能重现目标运动时所发出的声响特征。如果运动目标是人员,则不仅可以直接听到声音,还能根据话音察明其国籍、身份和谈话内容;如果运动目标是车辆,则可根据声响判断车辆的种类。同时它还能排除自然干扰。声响传感器的探测范围也较大,对人正常对话40米,对运动车辆达数百米。

2、声纳

声纳是利用水声传播特性对水中目标进行传感探测的技术设备。海洋中使用的声波,水中传播速度达每秒1450米以上。声波在水中的传播速度受温度、盐度及海水静压力(即深度)的影响,温度越高,声速越大;盐度及静压力的增加,也会引起声速的增大。

声波在海洋中传播主要有以下特点:透射与绕射;反射与折射;散射与混响;衰减;声道。

声纳用于搜索、测定、识别和跟踪潜艇和其他水中目标。声纳按工作方式分被动式声纳和主动式声纳。

被动式声纳又称噪声声纳。主要搜索来自目标的声波,特点是隐蔽性、保密性好,识别目标能力强,侦察距离远,但不能侦察静止无声的目标,也不能测出目标距离。

主动式声纳又称回声声纳,可以探测静止无声的目标,并能测出其方位和距离。但容易被敌方侦听而暴露自己,且探测距离短。

声纳的类型根据使用对象不同,分水面舰艇声纳、潜艇声纳、航空声纳和海岸声纳等。


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