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日本建立独立的侦察卫星系统
| 2007-10-14 | 发表评论 | 查看评论
内容
    发展多用途民用遥感卫星,兼作军事用途
    使用别国的卫星在观测时间和地点等方面都要受到很多制约。因此,日本希望拥有自己的军用侦察卫星,其策略是发展多用途的民用遥感卫星,为发展军事侦察卫星系统储备技术。先后发射的MOS-1、-1b、JERS-1、ADEOS、以及“先进陆地观测卫星”(ALOS),为日本研制本国的侦察卫星系统奠定了技术基础。
    1.“日本地球资源卫星-1”(JERS-1)
    该星于1992年2月发射,1998年停止使用,它是日本的第一颗地球观测卫星,主要用于试验光学遥感器和合成孔径雷达的工作能力,并进行地球资源综合观测。JERS-1上带有可见光和近红外CCD扫描仪(VNIR)、短红外辐射扫描仪(SWIR)和合成孔径雷达(SAR)。SAR工作在L波段,分辨率为18m,扫描幅度75km。
    2.“先进地球观测卫星”(ADEOS)
    该星于1996年8月发射,星上载有8个遥感器,可全面调查地球环境和气象变化。其中2个核心遥感器,即日本制造的海洋水色与温度扫描辐射仪(OCTS)和分辨率达到8m的先进可见光/红外辐射仪(AVNIR)。卫星重3.5t,轨道高度800km,倾角98.6°,在轨寿命不到1年。
    ADEOS-2卫星于2002年12月发射入轨。星上搭载有日本、美国和法国研制的5种最先进的监测装置:先进微波扫描辐射计(AMSR)、全球成像仪(GLI),改进型大气边缘光谱仪(ILAS-Ⅱ)、海风散射计(SeaWinds)、地面反射光观测装置(POLDER)等仪器。通过AMSR能全天候全天时探测与水有关的物理参数,如水汽浓度、降雨量、水面温度、海面风场及海冰等;其星载GLI是多光谱光学遥感器,用以综合探测陆地、海洋和大气。
    3.“先进陆地观测卫星”(ALOS)
    该星原计划2003年发射,后因经费等问题屡次推迟,最终在2006年1月发射。这是日本继JERS-1和ADEOS之后的又一颗陆地观测卫星,采用了更加先进的陆地观测技术,可获得更加灵活、更高分辨率的对地观测数据。
    ALOS重达4t,是目前世界最大的陆地观测卫星。该星设计寿命3至5年,运行在高约700km、轨道倾角为98.16°的太阳同步轨道,每99min绕地球一周。ALOS卫星装载高精度星敏感器和精确的惯性参照部件,以达到高精度姿态控制要求,并利用双频载波测位GPS接收机精确定轨。在数据压缩和多重化数据管理方面也采用了一些先进技术,在星上完成飞行任务数据的压缩和多重化处理,然后再传送到地面。
    ALOS星上载有全色立体测绘可见光遥感器(PRISM)、高性能可见光近红外辐射计Ⅱ型(AVINIR-2)和L波段相控阵合成孔径雷达(PALSAR)。PRISM的分辨率可达2.5m,数据传输速率960Mbit/s,AVINIR-2的分辨率为10m,数据传输速率160Mbit/s。可见,ALOS卫星上的先进传感器对日本进一步开发情报收集卫星遥感器有着极其重要的意义,其性能已可满足军事应用的要求。
    建立独立的侦察卫星系统
    2003年3月28日,日本将2颗侦察卫星IGS-1A和IGS-1B成功地送入轨道,但同年11月29日在发射IGS-2A和IGS-2B侦察卫星时,由于H-2A火箭主体与助推器分离失败,造成星箭俱毁,日本积极打造的东北亚军事侦察卫星网计划被迫延迟。第3颗侦察卫星,即IGS-2A光学成像卫星直到2006年9月11日才发射入轨,第4颗侦察卫星IGS-2B雷达成像卫星于2007年2月24日成功发射。这样,日本的“情报搜集卫星”(IGS)系统终于完成组网,4颗卫星协同工作,每天可对全球拍摄一次,监测地球任何地区的变化。
    1.系统的组成
    日本“情报搜集卫星”(IGS)系统主要由空间系统和陆地上系统两大部分组成,总耗资达25亿美元,包括4颗卫星的制造和发射、数据处理和地面站建设等所需费用。
    空间系统,第一代IGS系统包括光学成像卫星IGS-1A、-2A,和雷达成像卫星IGS-1B、-2B。卫星运行在400~600km的轨道上,IGS-1A,-2A的分辨率为1m,IGS-1B,-2B的分辨率为1~3m。到第二代IGS系统部署完毕后,日本卫星侦察系统能够对地球上任何目标进行每日两次的侦察,并通过位于同步轨道上的“数据中继与跟踪卫星”(DRTS,于2002年9月10日发射入轨)实时地将有关数据传至地面情报处理中心,使日本具备近实时的空间侦察监视能力。据悉,IGS卫星还将与ALOS卫星配合使用。
    陆上系统,即地面卫星信号接收处理系统。主要由1个卫星情报数据中央处理中心和3个地面站组成。位于东京新宿的卫星情报中心是IGS地面系统的中枢机构,负责卫星情报收集处理以及图像解析与判读。该中心于2003年3月成立,现有职员320人,其中包括约100名图像判读分析人员(美国为其培训多达150名);3个地面站分别是茨城北浦的北浦卫星情报中心、北海道苫小牧的苫小牧卫星情报中心和州鹿儿岛阿久根的阿久根卫星情报中心。同时,日本在澳大利亚西部珀斯地区建有珀斯卫星管制站。
    2.主要技术水平
    (1)光学遥感器
    ALOS卫星上的PRISM遥感器分辨率为2.5m,AVNIR-2遥感器空间分辨率达10m。日本的侦察卫星继承了这些技术,并把全色遥感器的分辨率提高到1m,多光谱遥感器分辨率提高到5m。光学成像侦察的全色遥感器能够感知510~770nm的绿色到红色带的可视光区域;可以同时对卫星运行方向的前方、后方和直下方3个方向进行立体侦察拍摄;能够获得关于地球表面地形起伏、建筑物形状等高精度的详细的数据资料。多光谱光学遥感器可以从红、蓝、绿与红外线4种不同色域模式对同一物体进行拍摄,并运用计算机合成处理技术进行分析,具有识别目标真伪的功能。
    (2)SAR雷达
    ALOS卫星上携带的相控阵L波段SAR雷达的分辨率可达10m,而侦察卫星搭载的SAR雷达的功能更强,分辨率提高到1~3m。另外,以往日本陆地观测卫星大都采用全向低增益天线,而侦察卫星采用了高增益的有源相控阵天线。
    日本IGS系统中的4颗卫星,IGS-1A、-2A分辨率为1m,已超过美国20世纪60年代的“锁眼-1~4”(KH-1~4)卫星的水平,但还达不到KH-11卫星的0.15m分辨率水平。IGS-1B,-2B分辨率是1~3m,相当于美国1998年发射的“长曲棍球-1”(Lacrosse-1)卫星的1m分辨率,但尚未达到美国2000年8月发射的Lacrosse-4卫星的分辨率水平。然而,日本在发展天基情报侦察系统的起点很高,直接发射了数字成像传输型高分辨率侦察卫星,并采取光学成像和雷达成像协同工作的方式,分辨率高达1~3m。

 

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