美國軍用衛(wèi)星系統(tǒng)最新發(fā)展分析

李 悅，張 可，丁 磊

(中國人民解放軍32032部隊(duì)，北京 100094)

0 引言

軍事衛(wèi)星系統(tǒng)的迅速發(fā)展極大地提高了武器裝備的整體作戰(zhàn)效能，已成為直接支援作戰(zhàn)行動(dòng)不可替代的手段。美國建立了世界上最龐大的軍用衛(wèi)星系統(tǒng)，近年來正在不斷提高其太空力量的融合作戰(zhàn)能力，強(qiáng)化太空力量的戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用，主要包括提高殺傷鏈的反應(yīng)時(shí)間、提高與各種作戰(zhàn)力量的聯(lián)合程度、提高各種作戰(zhàn)環(huán)節(jié)的銜接與并行展開能力等內(nèi)容。

1 美國軍用衛(wèi)星最新部署態(tài)勢

憂思科學(xué)家聯(lián)盟網(wǎng)站最新數(shù)據(jù)顯示，截止2019年5月，美國軍用衛(wèi)星共計(jì)在軌176顆，2015年以來發(fā)射重點(diǎn)衛(wèi)星情況及退役重點(diǎn)衛(wèi)星情況見表1、表2。由表可見，美國軍用衛(wèi)星在數(shù)量和構(gòu)成上變化不大，主要以升級換代為主。

1.1 信息獲取類衛(wèi)星

信息獲取類衛(wèi)星主要包括偵察、預(yù)警、態(tài)勢感知衛(wèi)星，是部隊(duì)實(shí)施作戰(zhàn)行動(dòng)的先決條件。美國現(xiàn)役信息獲取類衛(wèi)星在軌情況如表3所示。

1.1.1 電子/成像偵察衛(wèi)星

美軍偵察衛(wèi)星目前在軌36顆，主要由電子偵察衛(wèi)星26顆和成像偵察衛(wèi)星10顆組成。已形成了高低軌道配合、多星組網(wǎng)運(yùn)行、多種偵察手段相結(jié)合的航天偵察裝備體系。

1)電子偵察衛(wèi)星

美國電子偵察衛(wèi)星主要由“門特”(Mentor)、“水星”(Mercury)、“軍號”(Trumpet)以及“白云”(NOSS)系列衛(wèi)星組成，衛(wèi)星分布高低軌道兼有，高軌道側(cè)重通信偵察，低軌道側(cè)重雷達(dá)偵察。2015年以來，美軍共發(fā)射10顆電子偵察衛(wèi)星，主要包括1顆GEO軌道Mentor衛(wèi)星以及4顆LEO軌道NOSS衛(wèi)星。

表1 2015年后美新發(fā)射重點(diǎn)軍用衛(wèi)星列表

表2 2015年后美退役重點(diǎn)軍用衛(wèi)星表

表3 美國現(xiàn)役信息獲取類衛(wèi)星在軌情況統(tǒng)計(jì)表

Mentor系列衛(wèi)星(如圖1所示)是美國第四代地球同步軌道多用途電子偵察衛(wèi)星，可對目標(biāo)地面防空、反彈道導(dǎo)彈和預(yù)警雷達(dá)信號進(jìn)行偵察，從而獲取雷達(dá)的位置、信號特征等情況。該系列衛(wèi)星能截獲導(dǎo)彈和衛(wèi)星的遙測遙控信號，獲悉導(dǎo)彈發(fā)射情況以及衛(wèi)星日常遙測遙控信號特征，對導(dǎo)彈發(fā)射和衛(wèi)星管理造成威脅。此外，其還能監(jiān)聽其它微波通信、無線電話信號，甚至能偵收保密信號。從圖 2可以看出，其主要偵察區(qū)域全覆蓋了亞、非、歐大陸地區(qū)。

圖1 Mentor衛(wèi)星在軌運(yùn)行三維示意圖

圖2 Mentor衛(wèi)星偵察仿真圖

Mercury系列衛(wèi)星為美國空軍第四代地球同步軌道電子偵察衛(wèi)星，除了用于截獲通信情報(bào)之外，還有收集導(dǎo)彈試驗(yàn)時(shí)的遙測遙控信號及雷達(dá)信號等非通信電子信號的能力。目前共有3顆在軌衛(wèi)星，分布如圖 3、圖 4所示。

圖3 Mercury衛(wèi)星在軌運(yùn)行三維示意圖

圖4 Mercury衛(wèi)星偵察仿真圖

Trumpet系列衛(wèi)星是美國第四代多用途電子偵察衛(wèi)星，運(yùn)行于大橢圓軌道，主要彌補(bǔ)了在高北緯地區(qū)薄弱的偵察能力，并側(cè)重于雷達(dá)和導(dǎo)彈遙測信號的截收。目前該系列共有5顆在軌衛(wèi)星，其在軌運(yùn)行三維示意圖如圖 5所示。

圖5 Trumpet衛(wèi)星在軌運(yùn)行三維示意圖

NOSS即“聯(lián)合天基廣域監(jiān)視系統(tǒng)”，是采用雙星座模式工作的海洋監(jiān)視衛(wèi)星。星上攜載相控陣?yán)走_(dá)和數(shù)據(jù)處理與傳輸?shù)仍O(shè)備，可對全球海洋目標(biāo)進(jìn)行全天時(shí)、全天候的雷達(dá)及通信信號偵察，也能夠探測核潛艇和低空飛行導(dǎo)彈。該系列衛(wèi)星既可為美軍提供及時(shí)、近連續(xù)的偵察和監(jiān)視信息，幫助其掌握戰(zhàn)場態(tài)勢，也可為其武器系統(tǒng)超視距打擊提供目標(biāo)指向。NOSS系列衛(wèi)星在軌運(yùn)行三維示意圖及偵察仿真圖如圖6、圖7所示。

圖6 NOSS系列衛(wèi)星在軌運(yùn)行三維示意圖

2)成像偵察衛(wèi)星

成像偵察衛(wèi)星主要包括光學(xué)成像衛(wèi)星和雷達(dá)成像衛(wèi)星，光學(xué)成像衛(wèi)星包括“鎖眼”(KH)系列衛(wèi)星，雷達(dá)成像衛(wèi)星包括“未來成像體系”(FIA)等。

“鎖眼”衛(wèi)星由美國國家偵察局負(fù)責(zé)運(yùn)行。與先前的KH系列衛(wèi)星相比，當(dāng)前在軌的4顆衛(wèi)星軌道面近均勻分布，通過星座組網(wǎng)進(jìn)一步提高了空間分辨率和時(shí)間分辨率。衛(wèi)星采用當(dāng)今最先進(jìn)的自適應(yīng)光學(xué)成像技術(shù)，能夠有效補(bǔ)償由于大氣影響造成的觀測影像畸變。衛(wèi)星還采用了長焦距等新技術(shù)以及復(fù)雜的衛(wèi)星穩(wěn)定控制技術(shù)，不但使地面分辨率從0.15 m提高到0.1 m，也使瞬時(shí)觀測幅寬從2.8～4 km提高到40～50 km?！版i眼”系列衛(wèi)星在軌運(yùn)行三維示意圖及其組網(wǎng)運(yùn)行仿真圖如圖8、圖9所示。

圖8 “鎖眼”系列衛(wèi)星在軌運(yùn)行三維示意圖

圖9 “鎖眼”系列衛(wèi)星組網(wǎng)運(yùn)行仿真圖

FIA為美國下一代雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星星座，它將用體積小、功能強(qiáng)、數(shù)量多的較小型成像偵察衛(wèi)星組成星座，從而取代現(xiàn)有的Lacrosse雷達(dá)成像偵察衛(wèi)星。FIA星載SAR可在工作周期內(nèi)轉(zhuǎn)換極化方式、頻寬、重復(fù)間隔和脈寬等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)觀測模式快速切換。FIA目前由5顆在軌成像偵察衛(wèi)星組成星座，可實(shí)現(xiàn)完整均勻分布覆蓋。FIA衛(wèi)星在軌運(yùn)行三維示意圖及其組網(wǎng)運(yùn)行仿真圖如圖10、圖11所示。

圖11 FIA衛(wèi)星組網(wǎng)運(yùn)行仿真圖

1.1.2 導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星

目前，美國在軌的導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星共15顆，主要由“國防支援計(jì)劃”(DSP)系統(tǒng)、“天基紅外”(SBIRS)系統(tǒng)和“空間跟蹤與監(jiān)視”(STSS)系統(tǒng)組成，形成了高低軌結(jié)合，預(yù)警、跟蹤和識(shí)別功能復(fù)合的導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星體系，可為美國提供強(qiáng)大的彈道導(dǎo)彈預(yù)警能力。

STSS由于技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)費(fèi)投入過大，美國國會(huì)要求調(diào)整計(jì)劃，最終僅批準(zhǔn)先發(fā)射3顆衛(wèi)星進(jìn)行技術(shù)演示驗(yàn)證試驗(yàn)。

現(xiàn)役的國防支援計(jì)劃衛(wèi)星(DSP)是美軍第三代導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)，位于靜止軌道，主要載荷為紅外探測器、高分辨率電視攝像機(jī)及核爆炸輻射探測裝置等，可對導(dǎo)彈發(fā)射和核爆炸進(jìn)行探測和預(yù)警。DSP系列衛(wèi)星在軌運(yùn)行三維示意圖及其運(yùn)行仿真圖如圖12、圖13所示。

圖12 DSP系列衛(wèi)星在軌運(yùn)行三維示意圖

圖13 DSP系列衛(wèi)星運(yùn)行仿真圖

近年來美軍著重發(fā)展的“天基紅外”(SBIRS)系統(tǒng)運(yùn)行于地球同步軌道和大橢圓軌道，用于替代DSP衛(wèi)星，其掃描速率和靈敏度相比DSP預(yù)警衛(wèi)星均提高十倍以上，可以滿足21世紀(jì)美國在導(dǎo)彈預(yù)警(MW)、導(dǎo)彈防御(MD)、戰(zhàn)場空間感知(BA)、技術(shù)情報(bào)(IT)四個(gè)國家安全任務(wù)領(lǐng)域的需要，為美國提供更強(qiáng)的彈道導(dǎo)彈預(yù)警能力。GEO衛(wèi)星星座定點(diǎn)于地球赤道上空，主要用于探測和發(fā)現(xiàn)處于助推段的彈道導(dǎo)彈。而遠(yuǎn)地點(diǎn)位于北極上空的大橢圓軌道(HEO)預(yù)警衛(wèi)星在北極區(qū)域滯留時(shí)間長，可以有效解決北極地區(qū)的探測，并與地球靜止軌道預(yù)警衛(wèi)星互補(bǔ)，形成對全球(除南極區(qū)域)24 h監(jiān)視。

根據(jù)預(yù)警衛(wèi)星后續(xù)發(fā)展計(jì)劃，美軍將啟動(dòng)下一代高空持續(xù)紅外(NG-OPIR)項(xiàng)目。該系列具有更先進(jìn)的導(dǎo)彈預(yù)警能力，將逐步替代SBIRS系列衛(wèi)星。NG-OPIR系列將由地球靜止軌道衛(wèi)星和極地軌道衛(wèi)星構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)覆蓋全球的導(dǎo)彈監(jiān)視。SBIRS衛(wèi)星在軌運(yùn)行三維示意圖及SBIRS-GEO定點(diǎn)偵察仿真圖如圖14、圖15所示。

圖14 SBIRS衛(wèi)星在軌運(yùn)行三維示意圖

圖15 SBIRS-GEO定點(diǎn)偵察仿真圖

1.1.3 態(tài)勢感知衛(wèi)星

SBSS衛(wèi)星目的是及時(shí)探測、跟蹤和識(shí)別低地球軌道至地球靜止軌道的人造空間物體，探測衛(wèi)星機(jī)動(dòng)變軌情況，提供全天時(shí)、全天候、近實(shí)時(shí)空間態(tài)勢感知數(shù)據(jù)。該衛(wèi)星還可完成空間編目任務(wù)，對在軌分離與機(jī)動(dòng)操作進(jìn)行預(yù)測和預(yù)警，為制定可能的進(jìn)攻性和防御性空間對抗策略提供支持。SBSS衛(wèi)星現(xiàn)在軌1顆，如圖 16所示。SBSS計(jì)劃分兩個(gè)階段實(shí)施，計(jì)劃第一階段發(fā)射1顆“探路者”衛(wèi)星，用于技術(shù)驗(yàn)證和快速補(bǔ)充空間監(jiān)視能力；第二階段構(gòu)建由4顆低地球軌道光學(xué)遙感衛(wèi)星組成的系統(tǒng)。SBSS衛(wèi)星運(yùn)行仿真圖如圖17所示。

GSSAP系列衛(wèi)星現(xiàn)共計(jì)在軌運(yùn)行4顆。該系列衛(wèi)星是美國重點(diǎn)發(fā)展的態(tài)勢感知衛(wèi)星，部署在地球同步軌道帶的上下兩側(cè)，這種部署方式使GSSAP可以監(jiān)測地球同步軌道帶，跟蹤已知目標(biāo)和空間碎片，并監(jiān)視部署在同步軌道帶上的衛(wèi)星所面臨的潛在威脅。GSSAP搭載的光電傳感器可對同步軌道帶目標(biāo)實(shí)施近距離偵察，是對美國地基目標(biāo)監(jiān)視傳感器和部署在低地球軌道SBSS的有力補(bǔ)充。該系列衛(wèi)星自發(fā)射以來在赤道上方以常態(tài)化漂星狀態(tài)工作，具有很強(qiáng)的機(jī)動(dòng)能力，美軍未公布其軌道根數(shù)。

圖16 SBSS衛(wèi)星在軌運(yùn)行三維仿真圖

圖17 SBSS衛(wèi)星運(yùn)行仿真圖

1.2 信息傳輸類衛(wèi)星

美軍通信衛(wèi)星自20世紀(jì)80年代就確定了系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和發(fā)展路線，現(xiàn)役衛(wèi)星在軌情況如表4所示，涵蓋了寬帶、窄帶、防護(hù)、中繼等類專用衛(wèi)星系統(tǒng)，具備全球范圍常態(tài)化覆蓋和關(guān)鍵地區(qū)多重覆蓋能力，確保了關(guān)鍵的衛(wèi)星通信服務(wù)的連續(xù)性和可獲得性。

1.2.1 通信衛(wèi)星

DSCS是一個(gè)提供超高頻(SHF)寬帶和抗干擾通信的通信系統(tǒng)，現(xiàn)在軌運(yùn)行的是第三代衛(wèi)星，由6顆衛(wèi)星組成，目前均已超期服役。

表4 美國現(xiàn)役信息傳輸類衛(wèi)星在軌情況統(tǒng)計(jì)表

WGS為DSCS III的后續(xù)計(jì)劃，是工作在超高頻頻段的新型大容量衛(wèi)星通信系統(tǒng)，旨在發(fā)展新一代寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)，用X頻段替代DSCS，用Ka頻段替代“全球廣播業(yè)務(wù)(GBS)”系統(tǒng)。目前，WGS地球同步軌道衛(wèi)星在軌共10顆，基本實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。

與DSCS III相比，WGS衛(wèi)星系統(tǒng)能為所部署的部隊(duì)提供更大的通信容量，單顆WGS衛(wèi)星的通信容量超過目前所有DSCS III衛(wèi)星星座容量的總和，能夠在軍事行動(dòng)中以絕對優(yōu)勢的數(shù)據(jù)和圖像傳輸速率為部隊(duì)提供強(qiáng)有力的支持。18 DSCS III衛(wèi)星系統(tǒng)覆蓋范圍示意圖及WGS衛(wèi)星系統(tǒng)覆蓋范圍示意圖如圖18圖、19所示。

圖18 DSCS III衛(wèi)星系統(tǒng)覆蓋范圍示意圖

圖19 WGS衛(wèi)星系統(tǒng)覆蓋范圍示意圖

Milstar是具有高魯棒性、安全性和抗毀性的軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)，它能夠提供全球范圍的抗干擾、抗核爆閃爍、低截獲概率(LPI)、低檢測概率(LPD)的通信業(yè)務(wù)，以滿足美國軍事核心通信需求。第二代衛(wèi)星增加了抗干擾的自適應(yīng)多波束調(diào)零天線、自主運(yùn)行能力等技術(shù)，使衛(wèi)星具有很強(qiáng)的抗干擾、防偵收、防截獲和生存能力。目前共4顆Milstar衛(wèi)星在軌組網(wǎng)運(yùn)行，形成覆蓋南北緯75°全部區(qū)域的抗干擾保密衛(wèi)星通信網(wǎng)。

AEHF是Milstar衛(wèi)星通信系統(tǒng)的接替型號，其體積更小，通信容量更高，速率更快，是新一代高防護(hù)性能通信衛(wèi)星。主要功能是在包括核戰(zhàn)在內(nèi)的各種規(guī)模戰(zhàn)爭中，為關(guān)鍵戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)部隊(duì)指揮官提供防截獲、抗干擾、高保密和高生存能力的全球衛(wèi)星通信。目前，AEHF系統(tǒng)在軌3顆，能為太平洋、大西洋與美國大陸提供通信服務(wù)。

先進(jìn)極高頻AEHF衛(wèi)星系統(tǒng)將比前兩代Milstar提供更大的容量和更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，響應(yīng)時(shí)間更短，能支持更大容量的戰(zhàn)略通信和戰(zhàn)術(shù)軍事通信，為各軍種提供安全、可靠且具有強(qiáng)抗干擾能力的全球性寬帶衛(wèi)星通信服務(wù)。此外，AEHF減小了對地面支持系統(tǒng)的依賴程度，體現(xiàn)了非常強(qiáng)的戰(zhàn)場生存能力。Milstar覆蓋范圍示意圖及AEHF系統(tǒng)覆蓋范圍示意圖如圖20、圖21所示。

圖20 Milstar覆蓋范圍示意圖

圖21 AEHF系統(tǒng)覆蓋范圍示意圖

UFO是特高頻后繼星衛(wèi)星通信系統(tǒng)的簡稱，主要為美國海軍提供通信服務(wù)，最近二十年來有美國參與的大型戰(zhàn)爭都有UFO衛(wèi)星通信系統(tǒng)的身影，目前在軌共6顆同步軌道衛(wèi)星。

MUOS是未來窄帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的重要組成，其主要目標(biāo)是向作戰(zhàn)人員提供超視距通信(聯(lián)網(wǎng)通信、點(diǎn)—點(diǎn)通信、移動(dòng)通信)，尤其是滿足移動(dòng)作戰(zhàn)人員對通信距離、容量、接入與控制、互通、業(yè)務(wù)、動(dòng)中通和可用性等方面的要求，它最終將取代目前所使用的UFO系統(tǒng)。MUOS衛(wèi)星星座目前由5顆衛(wèi)星組成，其中4顆為工作星，1顆為備用星，運(yùn)行在地球同步軌道上。

MUOS是第一個(gè)采用第三代寬帶碼分多址移動(dòng)通信技術(shù)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，與UFO通信衛(wèi)星系統(tǒng)相比，MUOS將服務(wù)于機(jī)動(dòng)性更強(qiáng)、容量需求更大、業(yè)務(wù)質(zhì)量要求更高的用戶，為用戶提供覆蓋全球的、更為通暢和強(qiáng)大的超視距戰(zhàn)術(shù)通信能力，且不受天氣和環(huán)境限制，其采用與反輻射信號結(jié)合的技術(shù)，自動(dòng)消除輻射與頻率干擾，從而增強(qiáng)城市作戰(zhàn)能力。UFO衛(wèi)星覆蓋范圍示意圖及MUOS系統(tǒng)覆蓋范圍示意圖如圖22、圖23所示。

圖22 UFO衛(wèi)星覆蓋范圍示意圖

圖23 MUOS系統(tǒng)覆蓋范圍示意圖

1.2.2 中繼衛(wèi)星

美目前在軌的主要中繼衛(wèi)星有17顆，包括7顆SDS和10顆TDRS，SDS明確為軍用數(shù)據(jù)衛(wèi)星，TDRS則軍民兼用。

SDS衛(wèi)星是美國國家偵察局研制并運(yùn)行的軍用數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星。目前SDS項(xiàng)目發(fā)展了四代，在軌運(yùn)行衛(wèi)星包括5顆第三代衛(wèi)星和2顆第四代衛(wèi)星，星座采用地球同步軌道與大橢圓軌道衛(wèi)星聯(lián)合組網(wǎng)，如圖 24所示。5顆地球同步軌道衛(wèi)星覆蓋除兩極外的全部地區(qū)，2顆衛(wèi)星運(yùn)行在大橢圓軌道，為不在同步衛(wèi)星覆蓋范圍內(nèi)的美國極區(qū)核部隊(duì)及其它部隊(duì)提供通信支持。DS衛(wèi)星靜止軌道覆蓋范圍仿真圖如圖25所示。

圖24 SDS衛(wèi)星組網(wǎng)三維示意圖

圖25 SDS衛(wèi)星靜止軌道覆蓋范圍仿真圖

TDRS衛(wèi)星隸屬于美國國家航空航天局(NASA)，是一個(gè)利用同步衛(wèi)星和地面終端站，對中、低軌飛行器進(jìn)行高覆蓋率測控和數(shù)據(jù)中繼的測控通信系統(tǒng)。該系列目前共有10顆衛(wèi)星在軌，均運(yùn)行于地球同步軌道，攜帶有Ku波段、Ka波段和S波段的轉(zhuǎn)發(fā)器，通過一部專用S波段天線提供多用戶服務(wù)，可以同時(shí)支持多達(dá)5顆衛(wèi)星的工作。TDRS衛(wèi)星三維示意圖及其二維覆蓋范圍仿真圖如圖26、圖27所示。

圖26 TDRS衛(wèi)星三維示意圖

圖27 TDRS衛(wèi)星二維覆蓋范圍仿真圖

1.3 時(shí)空基準(zhǔn)類衛(wèi)星

時(shí)空基準(zhǔn)類衛(wèi)星主要包括導(dǎo)航和測地衛(wèi)星，導(dǎo)航衛(wèi)星提供全天時(shí)、全天候的高精度三維定位、三維測速和精確的時(shí)間信息，已成為作戰(zhàn)使用的基礎(chǔ)性保障手段。測地衛(wèi)星用于測量地球形狀和大小、地球表面任意點(diǎn)的位置以及地球引力場的形狀和參數(shù)，對形成全球統(tǒng)一坐標(biāo)系、彈道計(jì)算、精確制導(dǎo)等有非常大的軍事意義。

1.3.1 導(dǎo)航衛(wèi)星

美軍目前使用GPS空間時(shí)空基準(zhǔn)系統(tǒng)，由美國國防部發(fā)展并負(fù)責(zé)運(yùn)行，是美軍精確指揮控制、精確打擊和精確兵力投送的關(guān)鍵。

GPS完成了第二代衛(wèi)星的發(fā)射部署，正在積極推進(jìn)第三代導(dǎo)航衛(wèi)星研制發(fā)展。目前美國的GPS星座主要由GPS IIR-M衛(wèi)星和GPS IIF衛(wèi)星組成。2018年底發(fā)射了第一顆GPS III導(dǎo)航衛(wèi)星，并計(jì)劃在未來幾年內(nèi)發(fā)射剩余9顆衛(wèi)星。升級以后的GPS星座將播發(fā)新的星上加密軍碼和新的民用信號，使原有軍用P碼6 m的定位精度提高到3 m，同時(shí)增加信號發(fā)射功率并提高抗干擾能力。系統(tǒng)將由運(yùn)行在3個(gè)軌道面上的36顆衛(wèi)星組網(wǎng)，信號發(fā)射功率較GSP II衛(wèi)星提高100倍，能為陸地、海洋、航空和航天用戶提供更為精密的位置、速度、時(shí)間和姿態(tài)等信息，并逐步具備Ka頻段星間鏈路、點(diǎn)波束能力等，授時(shí)精度可達(dá)1.3 ns，定位精度可達(dá)到0.2～0.5 m，GPS衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命也從7.5年增加到15年。GPS衛(wèi)星運(yùn)行三維示意圖及LANDSAT衛(wèi)星運(yùn)行仿真圖如圖28、圖29所示。

圖28 GPS衛(wèi)星運(yùn)行三維示意圖

圖29 LANDSAT衛(wèi)星運(yùn)行仿真圖

1.3.2 測地衛(wèi)星

美國是發(fā)展對地觀測衛(wèi)星最早的國家，但軍用測地衛(wèi)星只有2顆。目前軍方主要是購買民用服務(wù)，其中包括“世界觀測”(Wordview)、“陸地衛(wèi)星”(Landsat)、“地球靜止環(huán)境業(yè)務(wù)衛(wèi)星”(GOES)和“地球眼”(GeoEye)4個(gè)系列。Landsat衛(wèi)星在軌運(yùn)行圖如圖 29所示。此外美國還大力發(fā)展如“鴿群”(Flock)等系列對地觀測小衛(wèi)星群以增強(qiáng)其觀測能力。

2 發(fā)展趨勢

2015年以來，美軍發(fā)射的32顆重點(diǎn)衛(wèi)星中，16顆為信息獲取類衛(wèi)星，12顆為信息傳輸類衛(wèi)星，4顆為時(shí)空基準(zhǔn)類衛(wèi)星，再加上各類導(dǎo)向鮮明的試驗(yàn)技術(shù)類衛(wèi)星，不難發(fā)現(xiàn)，美軍衛(wèi)星發(fā)展重點(diǎn)為偵察、預(yù)警及通信衛(wèi)星，這些衛(wèi)星在未來信息戰(zhàn)、空間戰(zhàn)中均起到十分重要的作用。根據(jù)上述具體分析，可以發(fā)現(xiàn)美軍衛(wèi)星的發(fā)展趨勢，如下文所述。

2.1 信息獲取類衛(wèi)星

偵察衛(wèi)星保持領(lǐng)先水平，繼續(xù)補(bǔ)充衛(wèi)星組網(wǎng)，進(jìn)行更新?lián)Q代。在未來相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，美國將繼續(xù)綜合運(yùn)用各種遙感器，提高衛(wèi)星的綜合偵察能力。此外，美軍大力發(fā)展微小衛(wèi)星，利用小衛(wèi)星組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對全球任意地區(qū)的高效偵察，提高偵察時(shí)效性，爭取實(shí)現(xiàn)對戰(zhàn)場的直接支援。

預(yù)警衛(wèi)星正在向“多種功能、多種手段、多種層次、協(xié)同預(yù)警、全程覆蓋”的方向發(fā)展。未來美軍預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)預(yù)警能力將從戰(zhàn)略預(yù)警向戰(zhàn)術(shù)預(yù)警方向延伸，采用彈性分散式體系結(jié)構(gòu)降低遭攻擊的風(fēng)險(xiǎn)，重點(diǎn)發(fā)展商業(yè)衛(wèi)星搭載預(yù)警載荷和寬視場探測技術(shù)。

態(tài)勢感知衛(wèi)星逐步縮小覆蓋盲區(qū)，下一步美軍將著力構(gòu)建面向太空對抗作戰(zhàn)的太空態(tài)勢感知體系，提高對地球同步軌道目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)、鎖定以及跟蹤能力，提升空軍導(dǎo)彈防御局和情報(bào)界的太空監(jiān)視能力和及時(shí)響應(yīng)能力，縮短信息周期。

2.2 信息傳輸類衛(wèi)星

一是注重高帶寬、高數(shù)據(jù)率通信技術(shù)。隨著美軍通信衛(wèi)星的發(fā)展，通信帶寬、數(shù)據(jù)傳輸率和信道數(shù)量急速增長，意味著美軍在聯(lián)合作戰(zhàn)中將獲得更加實(shí)時(shí)化的信息傳輸能力。

二是增強(qiáng)衛(wèi)星抗毀防護(hù)和抗干擾能力。近年來，各國均開展各類反衛(wèi)試驗(yàn)，這對通信衛(wèi)星是一個(gè)很大的威脅。新一代通信衛(wèi)星在提高帶寬和數(shù)據(jù)傳輸速率的同時(shí)，也在著力提高整個(gè)通信體系的抗干擾和保密能力。

三是增強(qiáng)星上處理能力，提高星地一體化程度。星上處理技術(shù)不僅是減小傳輸時(shí)延、減小誤碼率、終端小型化、實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星移動(dòng)通信的核心技術(shù)，而且也是軍事通信衛(wèi)星安全防護(hù)的重要手段。

2.3 時(shí)空基準(zhǔn)類

一是積極推進(jìn)第三代導(dǎo)航衛(wèi)星研制發(fā)展。未來GPS星座將在增加信號發(fā)射功率的同時(shí)提高抗干擾能力，為用戶提供更精確的位置、速度、時(shí)間和姿態(tài)等信息，并將延長其使用年限。更長的壽命，更強(qiáng)的能力，這也是未來美軍導(dǎo)航衛(wèi)星的發(fā)展趨勢。

二是測地衛(wèi)星仍舊依賴民用衛(wèi)星，側(cè)重民為軍用。測地衛(wèi)星雖非軍事衛(wèi)星，但從近十幾年來的幾場局部戰(zhàn)爭的情況看，每次戰(zhàn)爭無一例外都征用了測地衛(wèi)星，且倚重程度日益提高。今后美對地觀測系統(tǒng)也將繼續(xù)呈現(xiàn)軍民交叉融合的特點(diǎn)，民用對地觀測衛(wèi)星更加注重提高成像能力和分辨率水平，提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

3 結(jié)束語

近年來，美國無論在軍事行動(dòng)還是非軍事行動(dòng)中都成功應(yīng)用了航天力量，對航天力量的依賴程度越來越深。太空戰(zhàn)將是一段時(shí)期內(nèi)的戰(zhàn)爭至高點(diǎn)，如何建設(shè)、怎么打贏是關(guān)鍵。美國軍用衛(wèi)星系統(tǒng)可以作為空間力量發(fā)展建設(shè)的借鑒，同時(shí)也可以針對其薄弱環(huán)節(jié)探尋對抗方法，為未來信息化戰(zhàn)爭中奪取制天權(quán)提供支撐。