天基海洋監(jiān)視系統(tǒng)的技術(shù)分析與發(fā)展研究*

萬(wàn) 敏，侯 妍

(航天工程大學(xué)，北京 101416)

0 引言

縱觀近幾十年來(lái)的高科技局部戰(zhàn)爭(zhēng)，軍事力量的部署與軍事打擊行動(dòng)往往都是通過(guò)龐大的航母作戰(zhàn)編隊(duì)來(lái)完成，如海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)、伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)等。“料敵先知，方能制敵為先”，通過(guò)對(duì)艦艇等海洋移動(dòng)目標(biāo)的探測(cè)和跟蹤，可以威懾潛在對(duì)手，取得戰(zhàn)場(chǎng)先機(jī)，對(duì)打贏信息化戰(zhàn)爭(zhēng)、維護(hù)國(guó)土安全有著重要的意義。由于地球曲率的影響，廣闊的海洋面積(約占地球表面積的71%)，以及探測(cè)距離和活動(dòng)范圍限制，陸基、海基、空基偵察探測(cè)設(shè)備存在著探測(cè)范圍小、發(fā)現(xiàn)概率低、虛警率高等缺點(diǎn)，往往不能及時(shí)和有效地發(fā)現(xiàn)與跟蹤海洋移動(dòng)目標(biāo)[1]。而天基探測(cè)相較于陸、海、空基探測(cè)手段而言，具有覆蓋范圍廣、速度快、效率高、不受?chē)?guó)界和地理限制等優(yōu)點(diǎn)[2]。正是由于這種得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，天基海洋監(jiān)視成為了各軍事大國(guó)競(jìng)相研究的熱點(diǎn)和海洋移動(dòng)目標(biāo)探測(cè)的重要發(fā)展方向。

1 海洋移動(dòng)目標(biāo)可探測(cè)性分析

1.1 海洋移動(dòng)目標(biāo)特征

海洋移動(dòng)目標(biāo)通常是指在大范圍海洋環(huán)境中低速運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)，主要是指水面艦艇、潛艇、航母編隊(duì)等。這類(lèi)目標(biāo)具有如下三個(gè)特征[3-4]：

1)幾何特征明顯。海洋移動(dòng)目標(biāo)幾何尺寸較大，長(zhǎng)度往往在百米以上，寬度也在數(shù)十米量級(jí)上；幾何外形相對(duì)單一，往往呈現(xiàn)紡錐型或者矩形結(jié)構(gòu)；空間分布稀疏，即使在編隊(duì)行進(jìn)中也保持著較大的間隔距離。

2)運(yùn)動(dòng)特征規(guī)律。海洋移動(dòng)目標(biāo)除在港口?？客猓ǔＬ幱诘退龠\(yùn)動(dòng)狀態(tài)。運(yùn)動(dòng)方式上，目標(biāo)運(yùn)動(dòng)不是簡(jiǎn)單的隨機(jī)無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而是考慮作戰(zhàn)環(huán)境、地理限制以及氣候條件等進(jìn)行的有規(guī)律有計(jì)劃的航線運(yùn)動(dòng)方式。

3)信號(hào)特征顯著。海洋移動(dòng)目標(biāo)往往搭載有多種電子設(shè)備，正常工作時(shí)會(huì)輻射大量的電磁信號(hào)，同時(shí)目標(biāo)本身為金屬結(jié)構(gòu)，對(duì)可見(jiàn)光、雷達(dá)波、無(wú)線電波的反射特征明顯。

1.2 海洋環(huán)境特點(diǎn)

海洋環(huán)境與陸地環(huán)境有著顯著的區(qū)別，主要體現(xiàn)在[5]：

1)背景信息相對(duì)簡(jiǎn)單。海洋監(jiān)視的背景為海平面，在一定的區(qū)域和時(shí)間內(nèi)，海水溫度、浪高等特征信息變化不大，相對(duì)陸地復(fù)雜的地貌環(huán)境，易于將目標(biāo)提取并識(shí)別出來(lái)。

2)電磁干擾相對(duì)較少。海洋環(huán)境范圍廣闊，除在港口、近海岸等區(qū)域外，目標(biāo)密度比較稀疏，電磁信號(hào)環(huán)境不像陸地上那樣復(fù)雜，電磁干擾較少，目標(biāo)在這樣的環(huán)境背景下，信號(hào)特征顯著，易于偵察。

3)天氣變化相對(duì)復(fù)雜。海洋是地球氣候的調(diào)節(jié)器，海平面上層空間水汽豐富，云層較多，區(qū)域內(nèi)降水量大且頻繁，天氣變化很快，風(fēng)暴較多，對(duì)可見(jiàn)光偵察有一定的影響。

1.3 可探測(cè)性分析

天基海洋監(jiān)視的主要任務(wù)是利用衛(wèi)星平臺(tái)對(duì)海面艦艇和水下潛艇等目標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)、定位、識(shí)別和跟蹤。根據(jù)目標(biāo)自身所處的工作狀態(tài)，可以將其分為靜默和非靜默兩種模式。結(jié)合海洋移動(dòng)目標(biāo)特征與海洋監(jiān)視環(huán)境特點(diǎn)分析，以及現(xiàn)有航天器偵察載荷能力，對(duì)海洋移動(dòng)目標(biāo)的可探測(cè)性做出如下分析：

1)非靜默模式下，目標(biāo)本身雷達(dá)、通訊等電子設(shè)備處于工作狀態(tài)，可以利用電子偵察載荷截獲目標(biāo)發(fā)出的電磁信號(hào)，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位。同時(shí)利用信號(hào)特征，結(jié)合先驗(yàn)信息，還可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行初步的識(shí)別。根據(jù)獲取的定位信息，結(jié)合海面氣象信息，可以利用可見(jiàn)光、紅外、SAR等成像載荷進(jìn)行進(jìn)一步的識(shí)別和確認(rèn)。

2)靜默模式下，目標(biāo)本身雷達(dá)、通訊等電子設(shè)備處于關(guān)閉狀態(tài)，或者輻射電磁信號(hào)的能量級(jí)、頻率等處于偵測(cè)能力之外，可以根據(jù)位置預(yù)測(cè)等信息，利用普查型成像載荷進(jìn)行網(wǎng)格化搜索，發(fā)現(xiàn)定位之后再利用高分辨率可見(jiàn)光、紅外、SAR等成像載荷進(jìn)行進(jìn)一步的定位、識(shí)別和確認(rèn)。

2 天基海洋監(jiān)視系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

想要構(gòu)建完整的天基海洋監(jiān)視體系，實(shí)現(xiàn)有效的天基海洋監(jiān)視，不僅需要在衛(wèi)星先進(jìn)偵察載荷方面進(jìn)行研究和突破，在衛(wèi)星運(yùn)控以及信息處理等應(yīng)用技術(shù)方面也需要進(jìn)一步的深入研究，下面主要從應(yīng)用技術(shù)角度對(duì)實(shí)現(xiàn)天基海洋監(jiān)視的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

2.1 衛(wèi)星組網(wǎng)技術(shù)

天基海洋監(jiān)視任務(wù)需要多顆多組多類(lèi)衛(wèi)星來(lái)配合完成，如何設(shè)計(jì)衛(wèi)星的軌道以達(dá)到更好的覆蓋效果，保持穩(wěn)定的編隊(duì)構(gòu)型等這些問(wèn)題就涉及到一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)——衛(wèi)星組網(wǎng)技術(shù)。

衛(wèi)星組網(wǎng)設(shè)計(jì)主要分為三類(lèi)：星群、星座和編隊(duì)飛行[6-7]。星群是最簡(jiǎn)單的一種組網(wǎng)方式，運(yùn)行期間不需要進(jìn)行軌道操作，衛(wèi)星軌道變化也不影響飛行任務(wù)的完成。星座需要通過(guò)軌道位置調(diào)整來(lái)抵消攝動(dòng)帶來(lái)的影響，以保持星座結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。編隊(duì)飛行需要利用星間閉路控制系統(tǒng)來(lái)保持衛(wèi)星運(yùn)行的間距和隊(duì)形。在海洋監(jiān)視衛(wèi)星組網(wǎng)設(shè)計(jì)中主要應(yīng)用并研究的是星座與編隊(duì)飛行。通過(guò)設(shè)計(jì)星間閉環(huán)控制方法，保持精確編隊(duì)或者實(shí)現(xiàn)知識(shí)編隊(duì)，完成目標(biāo)定位、測(cè)速以及確定航向等工作；通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)衛(wèi)星的軌道，實(shí)現(xiàn)最佳覆蓋，最大地發(fā)揮系統(tǒng)的偵察監(jiān)視能力，提高情報(bào)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。

2.2 衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃技術(shù)

面對(duì)日益增長(zhǎng)的偵察任務(wù)需求，如何合理管理和分配衛(wèi)星資源，最大限度地完成天基海洋監(jiān)視任務(wù)就涉及到另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)——衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃技術(shù)。

衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃是任務(wù)規(guī)劃理論與衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合的一門(mén)技術(shù)[8]。近十幾年來(lái)，隨著衛(wèi)星任務(wù)的復(fù)雜化、觀測(cè)手段的多樣化以及觀測(cè)資源需求的快速發(fā)展，衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃問(wèn)題逐漸引起了重視，成為了研究的熱點(diǎn)。對(duì)海洋監(jiān)視衛(wèi)星系統(tǒng)而言，其包含多顆多類(lèi)型載荷的衛(wèi)星，需要在多星協(xié)同任務(wù)規(guī)劃[9-10]方面展開(kāi)深入的研究，以實(shí)現(xiàn)最大概率、最高效地發(fā)現(xiàn)和跟蹤目標(biāo)。同時(shí)，由于海洋移動(dòng)目標(biāo)的時(shí)敏特性以及衛(wèi)星資源狀態(tài)、天氣任務(wù)環(huán)境等不確定性因素的影響，需要在動(dòng)態(tài)任務(wù)規(guī)劃[11-12]方面展開(kāi)深入的研究，增強(qiáng)規(guī)劃方案的魯棒性，更好更快更大地實(shí)現(xiàn)任務(wù)收益。

2.3 目標(biāo)檢測(cè)與識(shí)別技術(shù)

衛(wèi)星傳感器獲取到海洋中的電磁信號(hào)和海面的圖像數(shù)據(jù)后，如何快速準(zhǔn)確地從海量數(shù)據(jù)中自動(dòng)提取并識(shí)別出艦船等目標(biāo)就涉及到天基海洋監(jiān)視的另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)——目標(biāo)檢測(cè)與識(shí)別技術(shù)。

對(duì)于電子偵察載荷截獲的電磁信號(hào)，通過(guò)計(jì)算其時(shí)差與頻差可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行粗定位，通過(guò)分析其電磁信號(hào)特征，并與目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)信息對(duì)比，可以確定目標(biāo)類(lèi)型甚至所處平臺(tái)等信息[13]。對(duì)于光學(xué)遙感和雷達(dá)遙感獲取的圖像信息，在海洋背景或者海陸背景下，利用灰度閾值法[14]和恒虛警率(CFAR)法[15]等方法，將目標(biāo)從背景中提取出來(lái)，再利用特征提取方法對(duì)于目標(biāo)進(jìn)行分類(lèi)識(shí)別，最終確定目標(biāo)的型號(hào)。隨著信息融合技術(shù)的發(fā)展，衍生出了多種多源信息綜合檢測(cè)與識(shí)別算法，可以更充分地利用偵察載荷能力的互補(bǔ)性，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行更有效的識(shí)別[16]。

3 國(guó)外天基海洋監(jiān)視系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

海洋監(jiān)視衛(wèi)星是指用于探測(cè)和監(jiān)視海上艦船、潛艇活動(dòng)，確定其位置、航向和速度等信息的偵察衛(wèi)星[17]。海洋監(jiān)視衛(wèi)星作為一類(lèi)特殊的偵察衛(wèi)星，主要面向的對(duì)象為海面上的移動(dòng)目標(biāo)，具有為作戰(zhàn)指揮提供海洋方向預(yù)警、為武器系統(tǒng)提供超視距目標(biāo)指示以及為海洋目標(biāo)打擊效果提供評(píng)估支持等作用，在現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中具有不可替代的作用。目前國(guó)外只有美國(guó)和俄羅斯/前蘇聯(lián)建成了海洋監(jiān)視衛(wèi)星系統(tǒng)，其他國(guó)家正在積極探索建設(shè)。

3.1 美國(guó)海洋監(jiān)視衛(wèi)星系統(tǒng)

美國(guó)海洋監(jiān)視衛(wèi)星的典型代表為“白云”(White Cloud)系列海洋監(jiān)視衛(wèi)星?！鞍自啤毕盗泻Ｑ蟊O(jiān)視衛(wèi)星來(lái)源于20世紀(jì)60年代設(shè)立的“海軍海洋監(jiān)視系統(tǒng)”(NOSS)計(jì)劃，至今為止共發(fā)展出了三代“白云”系列衛(wèi)星[18]。

第一代“白云”(NOSS-1)為電子型海洋監(jiān)視衛(wèi)星，又稱(chēng)被動(dòng)型海洋監(jiān)視衛(wèi)星，主要通過(guò)使用星載電子偵察設(shè)備對(duì)海上和水下目標(biāo)發(fā)出的無(wú)線電通信與雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行截獲，以測(cè)定目標(biāo)的位置、類(lèi)型等信息。該型衛(wèi)星的典型特征是由4顆衛(wèi)星組成一套天基偵察系統(tǒng)，其中1顆為主衛(wèi)星，3顆為副衛(wèi)星，利用多點(diǎn)定位的原理，通過(guò)測(cè)量衛(wèi)星接收信號(hào)的時(shí)間差來(lái)計(jì)算衛(wèi)星與信號(hào)源的距離，最終定位目標(biāo)。

第二代“白云”(NOSS-2)又名“海軍天基廣域監(jiān)視系統(tǒng)”(SBWASS-Navy)，來(lái)源于1990年美國(guó)提出的“天基廣域監(jiān)視系統(tǒng)”(SBWASS)計(jì)劃。該計(jì)劃由于空海軍對(duì)衛(wèi)星載荷的極大分歧(空軍建議星載雷達(dá)，海軍建議紅外成像傳感器)而被拆分成為海軍天基廣域監(jiān)視系統(tǒng)(SBWASS-Navy)和空軍天基廣域監(jiān)視系統(tǒng)(SBWASS-Air Force)2個(gè)部分。第二代“白云”維持了第一代一主三副的衛(wèi)星簇結(jié)構(gòu)，但已不是單一的電子偵察系統(tǒng)，區(qū)別在于主衛(wèi)星采用了裝載有高分辨率光學(xué)成像和雷達(dá)成像設(shè)備的衛(wèi)星，增強(qiáng)了全天時(shí)全天候的偵察能力。第二代衛(wèi)星還提升了偵收頻率的上限，改進(jìn)了星載儀器間的干擾情況，擴(kuò)大了目標(biāo)監(jiān)視范圍[19]。

由于SBWASS要實(shí)現(xiàn)全球覆蓋所需的衛(wèi)星較多，耗資巨大，因此從2000年起，美國(guó)國(guó)防部將海軍和空軍的2個(gè)獨(dú)立計(jì)劃合并為一個(gè)系統(tǒng)，即“聯(lián)合天基廣域監(jiān)視系統(tǒng)”(SBWASS-Consolidated)。新計(jì)劃強(qiáng)化了衛(wèi)星的總體偵察能力，兼顧了空海軍對(duì)戰(zhàn)略防空和海洋監(jiān)視的需求，這也就是第三代“白云”(NOSS-3)衛(wèi)星系統(tǒng)[20]。與之前兩代不同的是衛(wèi)星改變了原先一主三副的結(jié)構(gòu)，采用了雙星組網(wǎng)的方式，運(yùn)行在高度1100 km、傾角63.4°的近圓軌道上，采用時(shí)差和頻差相結(jié)合的定位體制，對(duì)海上艦船目標(biāo)定位精度優(yōu)于2 km。星上除電子偵察設(shè)備外，還搭載了雷達(dá)和紅外成像等多種偵察載荷，集成了海軍海洋監(jiān)視和空軍戰(zhàn)略防空的偵察需求，具有全天時(shí)全天候的全球偵察監(jiān)視能力。2001年9月8日，該系列發(fā)射了第一組試驗(yàn)衛(wèi)星，之后幾乎保持每2年補(bǔ)充發(fā)射一組的頻率，2017年3月1日，NOSS-3-8A/B衛(wèi)星成功發(fā)射并入軌，截止目前NOSS-3已成功部署了8對(duì)16顆，正常在軌工作6對(duì)12顆。

三代“白云”海洋監(jiān)視衛(wèi)星系統(tǒng)自服役后就成為了美國(guó)海軍海洋監(jiān)視的主力軍，在多場(chǎng)局部戰(zhàn)爭(zhēng)和地區(qū)沖突中為美軍提供了大量珍貴情報(bào)[18]。在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)期間，共有4組“白云”海洋監(jiān)視衛(wèi)星在軌運(yùn)行，為美軍提供了大量海灣地區(qū)海上和陸上信號(hào)情報(bào)，為“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈提供了大量的目標(biāo)位置信息。在科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)期間，擔(dān)負(fù)了監(jiān)視南聯(lián)盟和俄羅斯的艦艇活動(dòng)的任務(wù)。在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)期間，與“軍號(hào)”、“水星”、“顧問(wèn)”等電子偵察衛(wèi)星配合，作為長(zhǎng)期值守平臺(tái)，對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)進(jìn)行偵察監(jiān)視。在敘利亞戰(zhàn)爭(zhēng)期間，隨著俄羅斯海軍艦艇的密集調(diào)動(dòng)以及在敘利亞近海的大量集結(jié)，“白云”衛(wèi)星擔(dān)負(fù)了監(jiān)視俄海軍艦艇的重大職責(zé)。

3.2 俄羅斯/前蘇聯(lián)海洋監(jiān)視衛(wèi)星系統(tǒng)

前蘇聯(lián)海軍最早于1959年便提出了海洋監(jiān)視衛(wèi)星的需求，1961年3月在蘇共中央與蘇聯(lián)部長(zhǎng)會(huì)議上得到了正式批準(zhǔn)。該衛(wèi)星計(jì)劃被命名為US，系俄語(yǔ)“可控衛(wèi)星”的縮寫(xiě)。US衛(wèi)星有2種：主動(dòng)式雷達(dá)型US-A/RORSAT和被動(dòng)式電子型US-P/EORSAT。US-A型衛(wèi)星運(yùn)行在平均225 km、傾角65°的軌道上，采用雙星組網(wǎng)的方式，利用星載大功率X波段雷達(dá)對(duì)海面目標(biāo)進(jìn)行主動(dòng)式探測(cè)搜索。由于星上采用小型核反應(yīng)堆作為供電來(lái)源，存在泄漏隱患，且發(fā)生過(guò)墜毀污染事故[21]，迫于國(guó)際壓力，前蘇聯(lián)放棄了US-A的后續(xù)發(fā)射計(jì)劃，于1988年終止了該項(xiàng)目。US-P是電子型偵察衛(wèi)星，能截獲海面艦船發(fā)出的無(wú)線電信號(hào)和雷達(dá)信號(hào)，采用單星基線干涉相位比較法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位。US-P衛(wèi)星可以單獨(dú)使用，更多情況下是和US-A型配對(duì)使用，發(fā)揮互補(bǔ)作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)靜默和非靜默狀態(tài)下目標(biāo)的有效偵察，并為武器系統(tǒng)提供目標(biāo)打擊數(shù)據(jù)。

英阿馬島戰(zhàn)爭(zhēng)期間，前蘇聯(lián)密集地發(fā)射了幾顆海洋監(jiān)視衛(wèi)星，有資料顯示這些衛(wèi)星可能參與了觀測(cè)馬島戰(zhàn)爭(zhēng)，并將獲取的情報(bào)信息提供給阿根廷軍隊(duì)，在阿軍擊沉“謝菲爾德”號(hào)驅(qū)逐艦的作戰(zhàn)行動(dòng)中發(fā)揮了重要作用[18]。但自蘇聯(lián)解體后，俄羅斯受制于經(jīng)濟(jì)狀況，無(wú)法維持龐大的軍費(fèi)開(kāi)支，目前僅保持有被動(dòng)型US-P在役。

3.3 其他國(guó)家海洋監(jiān)視衛(wèi)星

鑒于海洋監(jiān)視衛(wèi)星在軍事領(lǐng)域的巨大應(yīng)用價(jià)值，許多軍事強(qiáng)國(guó)都開(kāi)展了相關(guān)的技術(shù)研究，努力建設(shè)自己的天基海洋監(jiān)視系統(tǒng)。

日本作為一個(gè)島國(guó)，海洋權(quán)益是其國(guó)家根本利益之一，加上其與周邊諸國(guó)多有領(lǐng)土領(lǐng)海權(quán)益之爭(zhēng)，因此十分重視海洋監(jiān)視衛(wèi)星的發(fā)展。自20世紀(jì)80年代起，日本就開(kāi)始研發(fā)天基海洋遙感技術(shù)，并于1987年發(fā)射了第一顆海洋觀測(cè)衛(wèi)星MOS-1a，之后又陸續(xù)發(fā)射了多顆海洋觀測(cè)衛(wèi)星，甚至計(jì)劃發(fā)射9顆衛(wèi)星專(zhuān)門(mén)“應(yīng)對(duì)他國(guó)船只侵入日本領(lǐng)海”，構(gòu)建24小時(shí)監(jiān)控海洋的能力[22]。

除了日本之外，韓國(guó)、印度、加拿大、歐盟等國(guó)家和地區(qū)也在發(fā)展了多種海洋觀測(cè)衛(wèi)星，但這些衛(wèi)星主要應(yīng)用在商業(yè)和民用范圍，沒(méi)有形成衛(wèi)星系統(tǒng)，與軍事應(yīng)用的技術(shù)指標(biāo)差距較大，還不能有效地監(jiān)視艦艇等海洋移動(dòng)目標(biāo)。

4 天基海洋監(jiān)視系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

美國(guó)在太空中不僅部署有海洋監(jiān)視衛(wèi)星系統(tǒng)，還有高分辨率成像偵察衛(wèi)星系統(tǒng)和高靈敏度電子偵察衛(wèi)星系統(tǒng)，其對(duì)海洋移動(dòng)目標(biāo)的監(jiān)視不是僅僅依賴(lài)于海洋監(jiān)視衛(wèi)星系統(tǒng)，而是通過(guò)其強(qiáng)大天基偵察監(jiān)視能力，利用多類(lèi)衛(wèi)星系統(tǒng)協(xié)同完成海洋目標(biāo)的監(jiān)視任務(wù)。俄羅斯由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展不景氣，海洋監(jiān)視衛(wèi)星的發(fā)展停滯不前，已呈現(xiàn)逐年下降的趨勢(shì)，但仍然保有以電子偵察為主體的一定的海洋監(jiān)視力量?？v觀美俄等國(guó)的天基海洋監(jiān)視系統(tǒng)發(fā)展歷史，可以發(fā)現(xiàn)隨著各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的突破，天基海洋監(jiān)視系統(tǒng)有如下發(fā)展趨勢(shì)：

1)向多載荷、多功能衛(wèi)星平臺(tái)發(fā)展。從美國(guó)的海洋監(jiān)視衛(wèi)星發(fā)展歷程來(lái)看，衛(wèi)星由單一的電子信號(hào)偵察衛(wèi)星逐漸向載有可見(jiàn)光、紅外、微波等多類(lèi)型載荷的多功能衛(wèi)星轉(zhuǎn)變，以求獲取更精確更全面的情報(bào)信息。同時(shí)，美國(guó)還研制了諸如“8X增強(qiáng)型成像系統(tǒng)”[23]、第五代電子偵察衛(wèi)星“入侵者”系列衛(wèi)星[24]等多載荷多功能衛(wèi)星，能以強(qiáng)大的成像、電子偵察能力有效支援海洋監(jiān)視任務(wù)。

2)向分布式、模塊化的微小偵察衛(wèi)星平臺(tái)發(fā)展。微小衛(wèi)星平臺(tái)作為一種靈活的太空資源，具有快速響應(yīng)、高可靠性、低成本等多種優(yōu)勢(shì)[25]。通過(guò)多顆不同載荷的微小衛(wèi)星組成星座，可以大幅縮短目標(biāo)重訪周期，完成復(fù)雜偵察任務(wù)，滿足對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)、甚至全球的高時(shí)效偵察。海洋移動(dòng)目標(biāo)作為時(shí)敏目標(biāo)，對(duì)偵察時(shí)效性要求極高，大規(guī)模的微小衛(wèi)星組網(wǎng)在戰(zhàn)時(shí)能快速發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視偵察，可以有效縮短打擊時(shí)間，提升打擊精度。目前美軍正在實(shí)施的“未來(lái)成像體系結(jié)構(gòu)”和“戰(zhàn)術(shù)星”計(jì)劃就屬于此類(lèi)，在組成星座后，這些微小衛(wèi)星系統(tǒng)可直接向戰(zhàn)區(qū)提供戰(zhàn)術(shù)情報(bào)，向戰(zhàn)場(chǎng)指揮員提供戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖像[26]，實(shí)現(xiàn)“從傳感器到射手”的快速計(jì)劃與精確打擊。

3)深入與民用商用衛(wèi)星合作，獲取高分辨率偵察信息。對(duì)比未來(lái)的軍事航天偵察需求，即使處在世界領(lǐng)先地位的美軍，目前的能力也與之存在很大的差距。商業(yè)遙感衛(wèi)星技術(shù)水平的提升，為滿足軍事需求提供了新的選擇和補(bǔ)充能力。美國(guó)行星公司的“鴿群”(Flock)衛(wèi)星在軌數(shù)量超過(guò)190顆，能以“永遠(yuǎn)在線”的方式提供3～5 m分辨率的衛(wèi)星遙感圖像。數(shù)字地球公司的商業(yè)成像衛(wèi)星系統(tǒng)“世界觀測(cè)”(WorldView)全色分辨率甚至達(dá)到了0.31 m，逼近美國(guó)最先進(jìn)的軍事成像衛(wèi)星的水平[27]，目前美國(guó)國(guó)防部已與這些公司建立了深入的合作關(guān)系，利用商業(yè)衛(wèi)星來(lái)滿足不斷增長(zhǎng)的軍事需求。

5 結(jié)束語(yǔ)

構(gòu)建天基海洋偵察監(jiān)視系統(tǒng)，完善海洋偵察監(jiān)視能力已成為亟需研究和發(fā)展的熱點(diǎn)。在發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)充分借鑒國(guó)外天基海洋監(jiān)視系統(tǒng)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合應(yīng)用需求，找準(zhǔn)發(fā)展方向，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，取長(zhǎng)補(bǔ)短、固強(qiáng)補(bǔ)弱，建設(shè)強(qiáng)大的天基海洋監(jiān)視系統(tǒng)?！?/p>