國外手持式目標捕獲系統(tǒng)展現(xiàn)

王少然

當前，直視雙目望遠鏡、激光測距儀、GPS接收器、夜視裝置、攝像和錄音裝置……等等已經(jīng)集合發(fā)展成為一體化的手持或目標捕獲系統(tǒng)，這使得炮兵觀察員、空中攻擊控制員、狙擊手等諸多作戰(zhàn)力量具備在戰(zhàn)場上精確定位遠距離目標等多種能力，從而極大地影響了現(xiàn)代戰(zhàn)爭的作戰(zhàn)模式。這種能力的實現(xiàn)主要得益于過去10年來輕型手持或目標捕獲系統(tǒng)的快速發(fā)展——

在一體化與模塊化之間尋求平衡

最早的手持式目標捕獲系統(tǒng)是從傳統(tǒng)的直視雙目望遠鏡和激光測距儀發(fā)展而來的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通過集成磁羅盤、GPS接收器、夜視裝置、數(shù)據(jù)傳輸裝置、攝像和錄音等諸多裝置，功能不斷得到增強。近來，此類系統(tǒng)具有了更遠的觀察距離和更精確的目標距離測量能力。

實際上，“手持式”這個詞更多的是象征意義，因為即使在很近的距離上使用，也需要某種支座以使該系統(tǒng)保持必要的穩(wěn)定性。對使用者來說，在手持式目標捕獲系統(tǒng)的功能與復(fù)雜性之間尋找平衡仍是一件仁者見仁、智者見智的事情，因為這種選擇直接影響著系統(tǒng)在士兵下車作戰(zhàn)時的使用表現(xiàn)。

復(fù)雜的一體化多功能裝備，其可靠性難免會降低，同時也意味著要為某些不常用的功能付出采購費用以及增加攜行負載。但是，一體化可以減輕后勤負擔，簡化使用方法，不再需要攜帶多種裝備和電池，也不再需要使用連接器將不同的裝備連接起來。這種兩面性導(dǎo)致了在手持式目標捕獲系統(tǒng)的一體化與模塊化程度問題上的不同觀點。

發(fā)展中的其他焦點問題

是否要采用完全視頻成像的功能是爭論的一個焦點問題。采用完全視頻成像的方案可能使系統(tǒng)更輕，并且能保護使用者的眼睛不受激光的傷害，但一些用戶仍然希望保持直接通過光學(xué)結(jié)構(gòu)觀察的能力。畢竟圖像處理需要消耗電力，增加了使用成本和操作時間，同時帶來了可靠性的問題。而且一旦采用新的圖像融合技術(shù)，電力問題就必須引起重視。

顯示集成是爭論的另一個焦點。當需要GPS時：使用一個外接的接收器比較好。不僅是由于安全性和輸出控制的原因，還因為定位信息顯示在獨立裝置上對使用者來說可能比顯示在目鏡上要精確一些。而持相對觀點的人則認為，對于一個能夠進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化裝備來說，這個因素可以不用太多考慮。

費用和電力消耗是爭論的第三個焦點。在某些情況下，使用者可能會來不及處理顯示在目鏡上的大量信息，所以需要增加一種智能化顯示的功能，使得目鏡上只顯示必要的信息。這樣又涉及到費用和電力消耗的問題，而很多情況下用戶不得不選擇費用最少的方案。

各國代表性產(chǎn)品展示

現(xiàn)令的一體化手持式目標捕獲系統(tǒng)的概念可以追溯到1989～1990年間瑞士萊卡(Leica)公司推出的Geovid系統(tǒng)。Geovid系統(tǒng)最初是為獵人和登山者設(shè)計的一種方向辨認裝置，包含望遠鏡、激光測距儀、數(shù)字磁羅盤和傾角計。通過測量遠處物體的方位、海拔和距離，計算出遠處物體相對于使用者的位置。此后，萊卡公司推出了一系列專門用于軍用的手持式目標捕獲系統(tǒng)。

Vector系列產(chǎn)品

第一種專門用于軍隊的手持式目標捕獲系統(tǒng)是1994年推出的萊卡Vector1000，其觀測距離最遠可達1km。該系統(tǒng)采用了低功耗、人眼安全的紅外二極管激光器(波長O.86微米)。1995年推出的Vector 1500的觀測距離達到了2km。1997年，新的Vector 4系統(tǒng)采用了一種新型人眼安全激光器(波長1.55微米)，且這種激光器工作時不會被其他像增強設(shè)備探測到。該系統(tǒng)包括一個GPS接收器的接口，可以通過GPS實時獲取目標坐標信息和三角函數(shù)，從而計算出目標的距離和方位。Vector 4采用了更好的材料，處理算法更先進，在能見度好的條件下觀察距離達到了6km，從而很好地滿足了狙擊手和迫擊炮觀察員的需求。進一步發(fā)展而來的新型Vector 21于2000年推出，其通過控制激光束的發(fā)散，將最大觀測距離提高到12km(能見度良好時)，同時提高了方位角測量精度，具備了目標的三維定位能力。

為了使Vector 4和Vector 21具備近距離夜視能力，可以集成一個像增強管，也可以附加一個VectronixBIM25像增強單目鏡。通過在Vector4和Vector 2l上安裝相關(guān)附件，可以將標準的7倍放大倍率提高到10倍，并將識別距離提高20～30％。同時，可以通過控制激光束的發(fā)散，進一步增大識別距離。

Vector系列服役于包括北約國家在內(nèi)的幾十個國家的軍隊。在Vector系列產(chǎn)品的用戶中，美國海軍陸戰(zhàn)隊采用了Vector 21B型，美國陸軍也采購了同樣的產(chǎn)品。美國海軍陸戰(zhàn)隊為Vector 21B系統(tǒng)配備了質(zhì)量為1.5kg的TACT3-Q三腳架，其中包括一個可移動的質(zhì)量為750g的支撐架，有助于遠距離觀測時保證精度，并減輕使用者的疲勞。

新型Vector 23系統(tǒng)能夠在不增加質(zhì)量和電力消耗的前提下，將觀測距離提高1倍，特別適用于通視距離較遠的沙漠環(huán)境。Vector 23系統(tǒng)采用了新型人眼安全光纖激光器(波長1.55微米)，在光線昏暗的條件下最大觀測距離仍能達到20km。

JIM系列產(chǎn)品

由薩吉姆防務(wù)公司推出的一系列產(chǎn)品中，為法國陸軍定制開發(fā)的低端JIM LR和高端JIM MR具有一定的代表性。JIM LR是具有相同性價比的產(chǎn)品中體積最小的，不含電池的質(zhì)量僅為2，8kg。其采用一臺制冷型3～5微米熱成像儀，對坦克的探測距離超過9km，識別距離超過3.5km。寬視場為9×6.75°，窄視場為3×2.25°，電子變焦倍率為2、4、8倍。JIM LR還包括一臺彩色晝間攝像機，視場為3×2.25°，具有2倍和4倍電子變焦倍率。此外，JIM LR還包括激光指示器、人眼安全激光測距儀、數(shù)字磁羅盤和集成的C／A型GPS接收器。在手持模式使用時，也能夠保持圖像的穩(wěn)定性。

法國陸軍的FELIN士兵系統(tǒng)中集成了更輕型的JIM MR，主要裝備班、排指揮員。JIM MR包括一臺非制冷型8～12微米320×240像素的熱成像儀、一臺人眼安全激光測距儀和一部數(shù)字磁羅盤。不含內(nèi)置電池質(zhì)量為2kg，與FELIN士兵系統(tǒng)的武器瞄具質(zhì)量相近。其觀察視場為7.6×5.7°，具有2倍電子變焦倍率，對坦克的探測距離為3.5kin，識別距離為1km。為了生成目標捕獲數(shù)據(jù)，JIM MR獲取的距離和方位數(shù)據(jù)需要與GPS接收器獲取的數(shù)據(jù)相配合。GPS接收器集成在士兵的個人數(shù)字電臺或者FELIN信息網(wǎng)絡(luò)(RIF)中。

除了法國陸軍外，加拿大、德國、愛沙尼亞、瑞士、英國和美國等國軍

隊也裝備了JIM LR。美國軍方將JIMLR裝備于狙擊小組、聯(lián)合反簡易爆炸物組織(JIEDDO：Joint lED DefeatOrganization)，并用于陸軍的“陸地勇士”系統(tǒng)。

Moskito系列產(chǎn)品

Moskito直視單目鏡目標捕獲系統(tǒng)是新的中距離產(chǎn)品。其外形尺寸為180mm×140ram×74mm，內(nèi)置有人眼安全激光測距儀(波長1.55微米)、像增強器以及數(shù)字磁羅盤，還可選裝藍牙通信裝置和GPS接收器。包括選裝部件在內(nèi)，質(zhì)量為1.2kg。其晝間觀察視場為6°，夜間微光觀察視場為10°。激光測距儀的觀測距離可達10kin，對北約標準目標的測距精度為±5m。數(shù)字磁羅盤的方位角測量精度為10密位，高低角的測量精度為3密位。

Moskito直視單目鏡目標捕獲系統(tǒng)最早是英國陸軍“未來一體化士兵技術(shù)”(FIST)計劃中的監(jiān)視與目標捕獲系統(tǒng)的一部分，在2006年11月開始接受測試評估，2008年11月成為FIST增量I型系統(tǒng)指定的目標定位裝備。

PLRF系列產(chǎn)品

Vectronix公司開發(fā)的PLRF10／15系列便攜式激光測距儀的c型，是一種更小的目標定位裝備，其設(shè)計來源于該公司為美國海軍海豹突擊隊研發(fā)的定位裝備。PLRFl5C質(zhì)量僅670g，內(nèi)置人眼安全激光器(波長1.55微米，能見度良好時探測距離可達3km)和數(shù)字磁羅盤(方位角精度為±10密位，高低角精度為±5密位)。通過在目鏡上附加BIM25像增強單目鏡，即可在夜間使用。除了瑞士陸軍和美國特種作戰(zhàn)司令部外，PLRF的用戶還包括英國陸軍。

ELVIR和Sophie系列產(chǎn)品

法國的泰利斯集團在其廣泛應(yīng)用的Sophie手持式制冷型熱成像儀和ELVIR非制冷型熱成像儀的基礎(chǔ)上，研發(fā)了多種手持式目標捕獲系統(tǒng)。其中，ELVIR多功能手持式目標捕獲系統(tǒng)增加的功能模塊包括有效觀測距離20～2 000m的人眼安全激光測距儀、定位精度為3m的嵌入式GPS以及數(shù)字磁羅盤。這些模塊內(nèi)置于標準的ELVIR中，質(zhì)量為1.65kg(未包括電池)。雙目顯示模塊還可以與夜視鏡配合使用。

Sophie MF是一種高端產(chǎn)品，它采用制冷型8～12微米熱成像儀，能夠輸出穩(wěn)定的754×576像素的高清圖像。其他功能模塊包括：圖像捕捉模塊、人眼安全激光測距儀、數(shù)字磁羅盤(高低和方位角精度分別為O.2°和0.5°)、內(nèi)置民用GPS(提供軍用GPS接口)、彩色晝間攝像機和激光指示器。熱成像儀的寬、窄視場分別為8×6°、3.2×2.4°，具有2倍電子變焦功能(視場為3.2×2.4°)，對坦克目標的最大探測距離為10km。整個系統(tǒng)尺寸為310mm×250mm×110mm，包括充電電池在內(nèi)質(zhì)量為3.5kg。充電電池連續(xù)工作時間為4小時。

卡爾·蔡斯公司的系列產(chǎn)品展示

德國的卡爾·蔡斯公司也實施了一系列手持式目標捕獲系統(tǒng)的研發(fā)計劃。第一種是為德國陸軍研發(fā)的Nestor。包括內(nèi)置鋰電池在內(nèi)，Nestor的質(zhì)量為4kg，電池連續(xù)工作時間為3.5小時。其功能模塊包括：7倍放大倍率的望遠鏡、熱成像儀、人眼安全的激光測距儀、集成的C／A型GPS接收器、Vectronix數(shù)字磁羅盤(方位和高低角測量精度分別為O.5°和0.2°)。晝間和夜間圖像均可導(dǎo)入到Nestor的顯示器中，目標數(shù)據(jù)(距離、方位、正北)被疊加在熱成像模塊的液晶顯示器上。對車輛的探測和識別距離分別為10km和4km。

2009年，卡爾·蔡斯公司向捷克陸軍交付了新的Opus-H。該系統(tǒng)尺寸更加緊湊(300mm×220mm×110mm)，質(zhì)量也更輕(不包括電池為3.3kg)。它保留了7倍望遠鏡，熱成像模塊為非制冷型。晝間和夜間圖像均可導(dǎo)入到雙目觀察鏡上。其他模塊包括：人眼安全的釔鋁石榴石激光測距儀(有效測程為20km)、集成的c／A型GPS接收器、數(shù)字磁羅盤以及近紅外數(shù)字攝像機。近紅外攝像機和熱成像模塊獲取的晝間或夜間目標圖像能夠通過高速串行接口傳輸?shù)街缚叵到y(tǒng)或者數(shù)字繪圖系統(tǒng)，與目標位置數(shù)據(jù)一起用于目標確認和繪制態(tài)勢圖。望遠鏡對車輛目標的探測距離和識別距離分別為7km和5km，熱成像儀的相應(yīng)指標則分別為4.5km和1.9km。

RangIR系統(tǒng)

AIM公司采用了另外一種技術(shù)途徑，改造其RangIR遠程制冷型熱成像武器瞄具用于手持使用。RangIR最初是作為德國陸軍IdZ士兵系統(tǒng)的一部分，用于狙擊武器和高速40mm榴彈發(fā)射器的瞄準。

RangIR采用了384×288像素的MCT熱成像儀，對下車步兵的探測和識別距離分別為1500m和1000m。外形尺寸為372mm×183mm×143mm，質(zhì)量為3kg。在其基礎(chǔ)上，AIM公司增加了人眼安全激光測距儀、火控處理器和雙向無線傳輸裝置，成為手持式目標捕獲系統(tǒng)。

埃爾比特系統(tǒng)公司產(chǎn)品

2008年，埃爾比特系統(tǒng)公司的電子光學(xué)分公司(Elop)推出了兩款產(chǎn)品，第一款是Coral-CR，就是該公司“珊瑚”(Coral)手持式輕型熱成像儀的一個變型產(chǎn)品。Coral-CR采用制冷型3～5微米640×512像素的熱成像儀，其他模塊包括：雙視場白光觀察鏡、人眼安全的激光測距儀、數(shù)字磁羅盤和內(nèi)置GPS接收器，此外還可選裝激光指示器。熱成像儀具有連續(xù)光學(xué)變焦功能，視場變化范圍是2.5×2°～12.5×10°。對車輛目標的探測和識別距離分別為11km和4km，對人員目標的探測和識別距離分別為5km和2kin。還可以通過加裝望遠鏡增大觀察距離。包括電池在內(nèi)整個系統(tǒng)的質(zhì)量為3.4kg。Elop公司的另外一款產(chǎn)品是“火星”(Mars)，被以色列國防軍的步兵和特種部隊所采用。包括兩節(jié)充電電池在內(nèi)系統(tǒng)全質(zhì)量2.1kg，外形尺寸為200mm×180mm×90mm。該系統(tǒng)對人員目標的探測和識別距離分別為2km和500m，對車輛目標的探測和識別距離分別為3km和1km。系統(tǒng)其他模塊包括：彩色晝間攝像機、人眼安全的激光測距儀、內(nèi)置GPS、數(shù)字磁羅盤和實時MPEG-4視頻記錄儀。

ITL公司系列產(chǎn)品

以色列的ITL公司推出了一種名為“眼鏡蛇”(Cobra)的緊湊型目標定位系統(tǒng)，尺寸僅為144mm×64mm×149mm。該系統(tǒng)的基本型包括6倍望遠鏡、人眼安全的1.55微米激光測距儀(探測距離50～2500m)，此外還可選裝數(shù)字磁羅盤、傾角計和微光單目鏡。

該公司還推出了N／CROS像增強雙目測距系統(tǒng)。其外形尺寸為280mm

×235mm×135mm，包括6節(jié)電池質(zhì)量為1.7kg。N／CROS采用18mm像增強管，具有3倍光學(xué)放大倍率和13°視場角。其他功能模塊包括內(nèi)置GPS接收器，人眼安全的O.905微米砷化鎵激光測距儀、3倍望遠鏡。

ITL公司的另一個產(chǎn)品是Harder，外形尺寸為2O8mm×118mm×256mm，質(zhì)量為2.7kg。它采用制冷型3～5微米320×256像素的熱成像儀，具有連續(xù)變焦功能(視場從1.9×1.4°到25.6×19.7°)，對坦克目標的探測和識別距離分別為9.5km和5.5km。其他模塊包括紅外指示器、內(nèi)置GPS、帶傾角計的數(shù)字磁羅盤。

為了在傳統(tǒng)的激光測距儀基礎(chǔ)上為部隊提供更強的目標定位能力和態(tài)勢感知能力，ITL公司開發(fā)了緊湊型目標捕獲系統(tǒng)(CATS)。該系統(tǒng)僅需增加一個RS232／422串行通信接口即可實現(xiàn)戰(zhàn)場數(shù)據(jù)管理功能。CATS質(zhì)量為0.4kg，通過其目鏡，使用者能夠在彩色OLED屏幕上觀察852×600像素的圖像。它還包括一個處理單元、GPS接收器和數(shù)字磁羅盤。CATS可以單獨使用，也可連接到士兵的便攜式計算機上使用。CATS能夠?qū)⑹褂谜叩淖陨砦恢煤湍繕宋恢脤崟r顯示在數(shù)字地圖或一幅照片上，還可顯示從指控系統(tǒng)獲得的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)和圖像。

塞萊斯-伽利略公司的Linx系統(tǒng)

塞萊斯·伽利略公司為意大利陸軍的未來士兵系統(tǒng)計劃開發(fā)了一種近距離的手持式目標捕獲系統(tǒng)，名為Linx。該系統(tǒng)的裝備對象是步兵班長，質(zhì)量不足1.8kg。系統(tǒng)采用非制冷型8～12微米320×240像素的熱成像儀，視場為12×9°。其他模塊包括：彩色晝間攝像機、人眼安全的1.55微米激光測距儀(探測距離4km)、內(nèi)置GPs接收器、數(shù)字磁羅盤和“快照”裝置。熱成像儀對人員目標的探測距離為1km。對坦克目標的探測距離為2km。目標數(shù)據(jù)和圖像可通過藍牙無線鏈路傳輸?shù)绞勘到y(tǒng)的計算機上。

Recon Ⅲ系列產(chǎn)品

美國軍方是手持式目標捕獲系統(tǒng)的最大用戶，美國國內(nèi)在這一領(lǐng)域的代表性廠商是FLIR系統(tǒng)公司。該公司在2003年9月推出了MilCAM ReconⅢ目標捕獲系統(tǒng)，部分已交付給海軍水面武器中心。

目前，ReconⅢ系列中質(zhì)量最大的型號是雙波段目標定位系統(tǒng)(LocatIR)，包括電池在內(nèi)質(zhì)量高達4.5kg。電池容量能夠支持2.5小時連續(xù)使用，在節(jié)電模式下可使用4小時。系統(tǒng)外形尺寸為222mm×249mm×83mm，有制冷型及非制冷型兩個熱成像模塊。系統(tǒng)具有3種視場：寬視場15×11.3°、中等視場10×8°、窄視場2.5×1.8°，并且具有4倍電子變焦功能。由于采用了分屏顯示裝置，能夠?qū)⑷我粋鞲衅鳙@得的圖像同時顯示。系統(tǒng)的其他模塊包括：內(nèi)置C／A型GPS接收器和外置軍用GPS的接口、數(shù)字磁羅盤、可分離的1.54微米激光測距儀(探測距離5km以上)。

還有一種在售的產(chǎn)品是ReconⅢFP。與雙波段目標定位系統(tǒng)(LocatlR)相比，ReconⅢFP具有相同的雙波段探測能力和性能指標，外形尺寸也相同，但是質(zhì)量輕一些。ReconⅢFP的主要變化體現(xiàn)在以下幾個方面：質(zhì)量為2.95kg、可選2倍和4倍的電子變焦倍率、電池連續(xù)工作時間4.5小時、改進的“銳化、調(diào)校與對比度增強”(STACE)數(shù)字圖像處理方法、可選的30／150mW激光指示器。

FLIR系統(tǒng)公司的ReconⅢ系列中的輕型目標定位系統(tǒng)也具有STACE處理功能。該系統(tǒng)采用非制冷型熱成像技術(shù)，質(zhì)量小于2.3kg，外形尺寸為203mm×251mm×109mm。系統(tǒng)視場為9.2×6.9°，具有4倍連續(xù)電子變焦、自動對焦等功能。其他模塊包括768×494像素的彩色CCD攝像機，支持單色、彩色和分屏顯示的雙目OLED顯示器。采用兩塊鋰電池可連續(xù)工作4小時以上。還可選裝激光指示器。雖然系統(tǒng)沒有內(nèi)置激光測距儀，但可以通過數(shù)字磁羅盤為使用者提供目標的方位數(shù)據(jù)。

M25系列產(chǎn)品

Fraster-Volpe公司推出了M25Stedi-Eye晝夜穩(wěn)定型雙目鏡的增強型號?；拘偷腗25 Stedi-Eye是一種手持式14倍雙目鏡，外形尺寸為210mm×190mm×89mm。在位于光路中央的萬向平臺上安裝了一個微型精密陀螺儀，從而能夠在目標移動或目鏡移動的時候仍然保持圖像穩(wěn)定，減少了因手抖動或平臺顫動引起的圖像不穩(wěn)。兩節(jié)AA電池供電。

為便于光線昏暗時使用，可以為M25雙目鏡附加二代像增強管或三代像增強管的微光鏡。還可與Fraster-Volpe公司的“微型一體化攝像眼(MICE)”傳輸／視頻處理裝置配合使用，使得圖像可以傳輸給遠程的觀察者。

Fraster-Volpe公司還在研發(fā)一種集成有激光測距儀和數(shù)字磁羅盤的M25新型號，可提供目標的距離信息和方位信息。

諾斯羅普·格魯曼公司Mk Ⅶ系列產(chǎn)品

諾斯羅普·格魯曼電子系統(tǒng)公司的MkⅦ型手持式目標定位系統(tǒng)裝備了美國陸軍的炮兵觀察員和特種部隊，同時還在美國空軍和海軍陸戰(zhàn)隊中使用。MkⅦ早在多年前就作為美國空軍“可靠攻擊”系統(tǒng)的一部分開始服役，且仍在生產(chǎn)。

MkⅦ基本型質(zhì)量為1.91kg，外形尺寸為82mm×188Mm×161mm。系統(tǒng)采用人眼安全的1.57微米激光測距儀(探測距離20m～20km)，其他模塊包括：7.3×18望遠鏡、內(nèi)置數(shù)字磁羅盤、傾角計和三代像增強管微光鏡(4倍放大倍率、8.3°視場)。目標的方位、高度和距離數(shù)據(jù)通過RS232接口傳輸?shù)絇LGR GPS接收器，通過計算得到目標的坐標。

Mk ⅦE增強型也已開始服役。美國陸軍在2006年12月采購了大約900套。Mk ⅦE采用內(nèi)置的GB-GRAMGPS接收器(卡)，并用探測距離更遠的非制冷型熱成像儀代替了微光鏡。此外，該系統(tǒng)還有專門的出口型號，可使用標準的商用電池。