美国预警卫星探测器及其技术
财大-侦察监视技术
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以色列空军偷袭伊拉克核反应堆的军事行动代号为“巴比伦行 动”。 1981年6月 7日（星期日），以色列出动14架飞机偷袭了 伊拉克首都巴格达东南约20公里处的核反应堆，使这个造价4亿 美元的设备遭到了彻底的摧毁。从军事角度看，这是一次非常成 32 功的偷袭战例。
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海洋监视卫星上面装有红外辐射仪等高灵敏度的探测仪器，不仅能够发现 和跟踪海上目标，而且也能够监视水下60米深的核潜艇的活动。更奇妙 的是它既能够测量出核潜艇上的核发动机排出的热量与周围海水的温差， 掌握潜艇在海下的位置和计算出潜艇行驶的速度，而且还能测出海底山脉、 海沟、隆起部位和断裂区的高度、深度和宽度，绘制出精确的海底地图。 1982年英阿马岛之战中，苏联接连发射了“宇宙—1365号”和“宇宙— 1372号”海洋监视卫星，以此来侦察英阿双方的军事战况，并把所获取 的英国军队的有关情报马上提供给阿根廷军队，以致阿根廷空军一举击沉 了英国特遣舰队中著名的“谢菲尔德号”驱逐舰。
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二、侦察监视技术包含的几种方式
• • • • • 从区域类别上分为： 1、航天侦察监视技术 2、航空侦察监视技术 3、地面侦察监视技术 4、水下侦察监视技术
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1、航天侦察监视技术
航天侦察监视技术的主要特点
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照相侦察卫星
• 照相侦察卫星，利用光电遥感器对地面摄影以获取军事情 报的侦察卫星。是发展最早、最快，发射数量最多，技术 最成熟的卫星之一。
3、地面侦察监视技术
卫星在核爆炸探测中的应用
器 、 Ｙ射 线探 测 器 和 中子 探 测 器 处 的核爆 炸进 行探 测 与定位 。Ｇ Ｐ Ｓ
光 电倍增 管和 相应 的电子仪 器３ 部 外 ，还 包 括 可 见光 敏 感 器 、红 外 卫 星装 备的核爆探测系统 （ Ｎ Ｂ Ｄ Ｓ ） 分组成 。当射 线进 入闪烁体 ，使 闪 探测 器 、紫外 探测 器 、ｘ 射 线分 析 主要有用 于探测大气层 内核爆炸 的
算 当量 ，换算 时需要用到 定位 的结 果。若 有必要和可能 ，可以增 加中
子、 Ｙ射线 、射 线探测器 ，测量烟 云上升后 发出的缓发 中子和裂变碎 片 的 ｙ射线 ，以进一步确认 核爆 。
图２ 卫星探测 外大气 层核爆炸激发 电磁脉冲原理示意 图
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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计 算 出 是地 面 上 哪 个 位 置 发 生 了 ２ 美 国核爆探 测卫星简介
． １ Ｖ Ｅ Ｌ Ａ 卫 星 核爆 。光敏二极管接 收到光照后产 ２
维拉 卫星 ，１ ９ ７ １ 年 以来 ，维拉卫星 停止发射 ，其任务 由综合 导弹预 警
有两种干扰都排 除后 ，才能确定确 ８ ０ ０ ０ ０ ￣１ ２ ０ ０ ０ ０ ｋ ｍ 的高轨道 ，成对 炸探测器 ”的仪器 ，导航星全球 定 发 射 ，运 行 于 同一 轨 道 面上 ，彼 位 系 统 的 （ Ｇ Ｐ Ｓ ）卫星 也装有 “ 核 实发生 了核爆 ，并将计 算出的核爆
位 置和核爆当量通知地面 指挥 中心 此 相隔 １ ８ ０ 度 ，轨道倾 角３ ２ ～３ ８ 。
探 测系统 ”的仪器 。该卫星 的两大 其 方法 是利 用星 载ｘ 射线 、 Ｙ射线 任务是提供地球上 的导航 与定位数 以采取相应 的措施 ，否 则不将 处理 包括三维坐标 、速度 与时 间） 结果输 出 。电路应有一 定的处理措 和 中子探测 器监测大气层 和外层空 据 （
红外技术
峰值波长与温度成反比， 即λmT=常数≈2898。此关 系称为维恩位移定律。
下图说明黑体的温度、光谱辐射通量 密度和辐射的波长之间的关系。
从上述关系中，可以看到 黑体的热辐射非常强烈地 依赖于温度，温度高的黑 体，热辐射很强，其峰值 波长较短。实际物体的辐 射特性与黑体相似，只不 过与材料种类和表面磨光 程度有关。
一、红外探测器原理
它能把接收到的红外 辐射转变成体积、压 力、电流等容易测量 的物理量。 有实用意义的红外探测器，必 须满足两个条件， 一是灵敏度高，对微弱的红外 辐射也能检测到； 二是物理量的变化与受到的辐 射成比例，才能定量测量红外 辐射。
红外探测器的作用就是把接收到的 红外辐射转换成电信号输出，是实 现光电转换功能的灵敏器件。
红外技术
概述Biblioteka 红外技术是一种无源探测技术，在军用中 特别受到重视。
所有物体自身都能辐射红外线，红外设备可以 无源方式工作，与雷达相比，具有简单、体积 小、重量轻、分辨率高、隐蔽性好，抗干扰能 力强等优点；
与可见光相比，有透过烟尘能力强，可昼夜工 作等特点。
红外武器装备包括红外夜视、 前视红外、侦察、告警、火 控、跟踪、定位、精确制导 和光电对抗等先进技术装备， 对取得战场主动权和进行夜 战，发挥了突出作用。
当辐射与吸收相等时，热能不变，温度不变， 称为热平衡。不同的物体辐射或吸收本领是 千差万别的。 假若辐射入射到物体表面，能被物体全部 吸收，没有反射和透射，这种物体就称为黑 体。黑体能100％吸收入射到表面的全部辐 射，它的吸收系数是1. 一般物体达不到100％吸收，称为灰体。黑 体是最好的吸收体，也是最好的辐射体。
什么是红外线?
在红光以外的光谱区。 早在 1800年，英国天文学家赫谢尔在研 究太阳光的热效应时，就发现了红外线。 红外线是与热和温度紧密联系在一起的， 因此又称为热线或热辐射。
基于信息链路侦测的反MD系统研究
基于信息链路侦测的反MD系统研究摘要：对M D 系统中卫星系统的攻击，可以破坏反导系统结构，降低反导系统性能。
文章分析了为实现攻击中继星传输链路的可能性，并设计了频率侦测方案，计算机仿真结果证明了频率侦测方案对于透明转发器是完全可行和有效的。
关键词：导弹防御系统中继星侦测信号信息链路1 M D（导弹防御）系统概述导弹防御C4I S R 系统是M D 系统的核心，而反导C 4 I S R 系统的卫星系统又是其最重要的组成部分，所以对M D 系统中卫星系统的攻击，可以破坏反导系统结构，大大降低反导系统性能。
美国提出了巡航导弹防御系统（CM D）、战区导弹防御系统( T M D )、国家导弹防御系统（N M D）等三大导弹防御系统。
导弹防御含预警探测、实时跟踪和多层拦截三个作战环节。
为有效地探测来袭导弹要采用雷达、红外、多种空中侦察平台联合组网进行预警。
预警卫星主要利用红外探测器探测敌方弹道导弹地发射，提供预警信息。
系统如图1 所示。
由此可见，美国的M D 系统是美国陆基、海基和天基导弹防御的探测系统，其中S B I R S 的部署对进攻导弹的助推段、中段和再入段都将构成很大威胁，因此反M D系统，S BI R S 是重点研究对象。
2 中继星的信息链路中继星是跟踪与数据中继用卫星，它利用太空资源，把地面的测控及通信站搬到地球静止轨道的卫星上。
中继星还能替代地面站对卫星和其它航天器完成测控任务，卫星与地面通信的时间由百分之二十几增加到百分之百。
由此可见中继星对信息传递的重要性。
因此我们为实现攻击S B I R S应考虑攻击美中继星的传输链路。
中继星的信息链路可分为：前向链路（地面站→中继星→用户星）和后向链路（用户星→中继星→地面站）。
3 实现反M D 系统的方案设计对M D 系统的S B I R S 系统信息链路的攻击可以有效的实现反M D 系统。
由于空间数据链路的种类繁多（L i n k 4、L i n k4A、L i n k11、L i n k16 等），工作频段非常宽（UHF、S、X、K 等），制式也多（F SK、ASK 和P SK 等），因此对空间数据链路的对抗必须兼顾到不同的平台、不同的工作频率及不同的链路制式。
天基预警系统中的目标识别方法与技术
图像 识别 来获 取 目标 的细 节特 征．
两者 区别 ： 主 动式 识 别 与 被动 式 识 别 的根 ① 本 不 同在 于 ， 其要 测 量 的是 目标物 质产 生 的相互
作 用 ，因而需 要有 一个 能够 激 发这 种相 互作 用 的
统 的核 心．
为 了与 Ｓ Ｉ ＳＨ ｇ ＢＲ —ｉ ｈ相 区别 ，天基红 外预 警系 统． 低轨卫 星（ Ｂ Ｒ ．ｏ 已于 ２０ 年被 更名为空 Ｓ Ｉ ＳＬ ｗ） ０２ 间监 视与 跟踪 系统 （ Ｔ Ｓ ， Ｓ Ｓ ） 它是 “ 眼” 亮 的后 续计 划．其上 装有 宽视 场短 波扫 描红 外捕获 探测 器和 窄视 场凝 视 型 多波 段红 外 及可 见 光跟 踪探 测器 ， 重点 对弹道 导 弹助推段 末期 到飞行 中段 的热弹头 变冷 和飞行 中段 到再人 段初期 的冷 弹头变 热过程 进行 目标识别 ， 可为 预警雷达 、 导雷达 引导 目 并 制 标 ． Ｔ Ｓ 现 目标识别 的方法是 ： ＳＳ 实 接受 高轨 卫星
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和 ４３ｇ ． ｍ谱带 ， 文献 ［】 证 了利用其 谱 ６论
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目 干 （ 测 点ｊ 标 预落、
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带监 视 的合 理 性．因此 天基 红外探 测器 探测 导弹
助推 段飞行 时 通常用 短 波和 中波红 外频段 ．
１ 弹 道 目标 光 电识 别 机 理
识别 真假 目标 是 预警监 视 与跟踪 系统 应具 有 的首要 功能． 析来 袭 导 弹的 ３ 飞行 阶段 ， 中 分 个 以 段识 别难 度最 大 ，因为末 助推 段后 期导 弹母 舱 抛
卫星载荷
一、红外成像技术概述二、国内外卫星载荷研究现状阿特拉斯-5火箭发射SBIRSGEO-1卫星：世界协调时2011年5月7日18时10分，美国空军使用联合发射联盟公司（ULA）阿特拉斯-5火箭在卡纳维拉尔角空军基地成功发射首颗天基红外系统（SBIRS）地球同步轨道卫星GEO-1。
GEO-1卫星星上载有扫描与凝视（staring sensors）传感器，且其红外敏感度及重访周期均较现役卫星星座有所提高。
据该星建造方洛克希德·马丁公司（以下简称“洛·马公司”）消息，SBIRSGEO-1的卫星是目前技术最为先进的军事红外卫星，可大大提高美国的导弹预警能力，星上扫描传感器可进行大范围导弹发射侦察和覆盖全球的自然现象监测。
同时，由于星载凝视传感器敏感性绝佳，因此其将用于小范围目标区域观测。
该“宇宙神”-5火箭将“天基红外系统”（SBIRS）“静地轨道”-1（GEO-1）卫星送入轨道。
发射43分钟后，星箭分离。
卫星距地约185千米，目标是远地点高度约为3.58万千米的轨道位置。
美国空军SBIRS项目官员厄姆斯塔德（Ryan Umstattd）中校表示：由6个液体远地点发动机（LAE）组成的发动机组计划点火9天多，将卫星送至距地约3.54万千米的静地轨道上，并进行初始检测与运行。
在该轨道上，卫星将打开其防光设备（设计用于保护传感器有效载荷）、天线以以及有效载荷舱门。
预计发射后35天，红外有效载荷（通过“视达地面”能力在短波、中波红外波段收集信息）将被开启，并开始传送来自卫星的原始数据。
发射后18个月内会实现全面综合战术预警与攻击评估确认能力，以使卫星能够正式参与导弹防御。
日本ASTRO-F红外成像卫星的观测设备试验成功2004年12月初，日本ASTRO-F红外成像卫星的观测设备在住友重机械工业株式会社的Nihama工厂进行了试验，冷却剂和观测仪使用良好。
这是该设备组装完后的首次试验。
此次试验对各种装置的性能进行了一周的测试，所获得的结果与组装前各单元的试验数据相当或更好。
弹道导弹预警技术分析
弹道导弹预警技术分析毛艺帆张多林王路摘要弹道导弹预警作为弹道导弹防御的首要阶段，其能力直接影响整体防御效果。
介绍了弹道导弹预警，在此基础上，从光学探测技术和雷达探测技术两个方面分析了弹道导弹预警技术，对弹道导弹预警的未来发展进行了展望。
关键词弹道导弹预警红外探测紫外探测第五代雷达引言随着相关技术的发展，弹道导弹已经具备惊人的突防攻击能力。
虽然反导武器系统发展也非常迅速，但是与弹道导弹相比仍然存在一定代差。
预警系统是反导系统中首要的一环，也是决定整个反导系统探测效能的关键一环，所以预警系统的重要性不言而喻，对预警探测手段的研究更是重中之重。
1 弹道导弹预警概述弹道导弹预警是指对敌方弹道导弹发射征候和来袭情况进行侦查、探测，并发出预先警报的活动。
主要完成弹道导弹的早期发现、定位、跟踪、识别和实时报知弹道导弹动态的任务。
整个预警系统按照平台可分为地基预警系统、空基预警系统、临近空间预警系统和天基预警系统。
地基平台预警系统主要是指陆、海基预警雷达，包括大型相控阵雷达和天波超视距雷达等; 空基平台预警系统主要是指各种预警机，包括有人或无人驾驶预警机; 临近空间平台预警系统是指部署于临近空间的预警系统，包括高空浮空器、平流层飞艇、高空长航时无人机等［1］; 天基平台预警系统主要是指天基卫星预警系统。
不同平台预警系统承担着不同的预警任务，如图1 所示，在助推段，前置部署的浮空器及预警机等对导弹的发射有一定的预警作用，高轨卫星在导弹飞入云层以上之后进行有效地预警及粗跟踪; 在飞行中段，低轨卫星星座对导弹进行预警及精跟踪，同时地基天波超视距雷达可通过电离层反射进行预警探测，大型相控阵预警雷达可完成视距内的预警跟踪。
图1 弹道导弹预警示意图2 弹道导弹预警技术分析弹道导弹预警技术主要包括传感器探测技术和信息处理( 融合) 技术两方面。
传感器探测是指位于不同平台不同类型的传感器对弹道导弹进行探测预警，主要分为光学探测和雷达探测两种，其中，光学探测主要指可见光探测和不可见光探测，不可见光探测包括红外探测、紫外探测等方式。
军用红外技术
一切温度高于绝对零度的物体都有其自的 红外辐射，这就是为目标和景物的探测、识别 奠定了客观基础。 1800年，英国天文学家F.W.Herschel首先 发现了红外辐射。二战后，许多国家都认识到 红外技术的重要性，并致力于其研究和发展， 其重要的工作是研制响应波段在大气窗口的光 子型红外探测器，并研制出如硫化铅(PbS)、 锑化铟(InSb)、锗掺汞(Ge:Hg)、碲镉汞 (HgCdTe)等红外探测器。
军用红外技术成为国家安全防御体系中的重要探测技术由于大气层外的空间最适于红外系统使用红外探测是侦察卫星导弹预警卫星采用的主要探测手段也是气象资源普查遥感卫星必备的探测方式
军用红外技术
一、概述
红外技术是研究红外辐射的产生、传播、 探 测、转换及其应用的技术。 一般按波长 将红外辐射分为： 0.78m< 1.4 m 近红外 1.4 m < 3 m 中红外 3 m < 1000 m 远红外
可扩散到n区一侧的结边界， n区的光生 空穴可扩散到p区一侧的结边界。同时， 结区的光生电子-空穴对受结电场的作用 而分开，电子漂向n区，空穴漂向p区。上 述过程的总效果是使p区和n区各自获得光 生正电荷和负电荷，使p-n结的势垒高度 降低。这种由光辐射而产生的势垒变化称 之为光生电动势，此现象叫光生伏打效应。
高温超导探测器被认为是红外与亚毫米 波波段的最佳器件，填补目前亚毫米波 段无探测仪的空白。 工耗小，噪声低 ，有利于制成均匀的大 面积阵列。 全天候工作能力较好。 成本低。Honeywell 93年称，淀积在Si 微结构上的高温超导测辐射热计之成本 比HgCdTe的要低几个数量级。
通常认为，大气三个窗口的红外辐射能量对 应目标的典型温度大约分别为1500k、900k和 300k。 红外FPA（焦平面阵列）探测器是红外探测 器发展史上的一个重要里程碑。它有两个显著 的特征，一是探测元数量很大，达到103～106 量级，以至可以直接置于红外物镜的焦平面上 实现所谓的大角度“凝视”，而不需要光机扫 描 结构；二是有一部分信号处理工作由与探测器 芯片互连在一起的集成电路完成，电子脉冲代 替了光学机械扫描体制。