美国预警卫星探测器及其技术
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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。
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。
红外焦平面阵列红外测量技术2009-12-08 21:07:23 阅读110 评论0 字号:大中小订阅1、红外焦平面阵列原理焦平面探测器的焦平面上排列着感光元件阵列,从无限远处发射的红外线经过光学系统成像在系统焦平面的这些感光元件上,探测器将接受到光信号转换为电信号并进行积分放大、采样保持,通过输出缓冲和多路传输系统,最终送达监视系统形成图像。
2、红外焦平面阵列分类(1)根据制冷方式划分根据制冷方式,红外焦平面阵列可分为制冷型和非制冷型。
制冷型红外焦平面目前主要采用杜瓦瓶/快速起动节流致冷器集成体和杜瓦瓶/斯特林循环致冷器集成体[5]。
由于背景温度与探测温度之间的对比度将决定探测器的理想分辨率,所以为了提高探测仪的精度就必须大幅度的降低背景温度。
当前制冷型的探测器其探测率达到~1011cmHz1/2W-1,而非制冷型的探测器为~109cmHz1/2W-1,相差为两个数量级。
不仅如此,它们的其他性能也有很大的差别,前者的响应速度是微秒级而后者是毫秒级。
(2)依照光辐射与物质相互作用原理划分依此条件,红外探测器可分为光子探测器与热探测器两大类。
光子探测器是基于光子与物质相互作用所引起的光电效应为原理的一类探测器,包括光电子发射探测器和半导体光电探测器,其特点是探测灵敏度高、响应速度快、对波长的探测选择性敏感,但光子探测器一般工作在较低的环境温度下,需要致冷器件。
热探测器是基于光辐射作用的热效应原理的一类探测器,包括利用温差电效应制成的测辐射热电偶或热电堆,利用物体体电阻对温度的敏感性制成的测辐射热敏电阻探测器和以热电晶体的热释电效应为根据的热释电探测器。
这类探测器的共同特点是:无选择性探测(对所有波长光辐射有大致相同的探测灵敏度),但它们多数工作在室温条件下[6]。
(3)按照结构形式划分红外焦平面阵列器件由红外探测器阵列部分和读出电路部分组成。
因此,按照结构形式分类,红外焦平面阵列可分为单片式和混成式两种[7]。
科技在太空探索中的应用随着人类对宇宙探索的不断深入,科技在太空探索中的应用变得愈加广泛和重要。
从最初的载人航天到目前的深空探测,现代科技在各个方面都对太空探索产生了深远的影响。
本文将探讨一些关键技术及其在太空探索中的具体应用。
一、航天器技术航天器是进行太空探索的核心设备。
现代航天器的发展离不开高效能材料、精密导航系统和智能控制技术。
这些技术的应用使航天器在轨道运行时更加稳定可靠。
例如,国际空间站(ISS)采用了先进的复合材料和多种动力系统,使其能在太空中长时间维持生命支持和科学实验。
二、卫星技术卫星在太空探索中扮演着不可替代的角色。
通过发射卫星,人类可以获取地球及其外层空间的实时数据。
气象卫星能有效监测天气变化,而遥感卫星则为环境监测、资源管理和灾害预警提供了重要数据支持。
随着微卫星和小型卫星技术的发展,成本降低,发射频率增加,使得对太空的探索变得更加便利。
三、探测器技术太空探测器是探索其他星球、卫星或小行星的关键工具。
科技进步使得探测器在功能上日益强大。
例如,火星探测器通过搭载高分辨率相机和多种科学仪器,能够分析火星表面的地质特征、气候条件及潜在的生命迹象。
探测器的自主导航和数据分析能力也在不断提升,使得科学家能够更为高效地获取有价值的数据。
四、通信技术太空探索需要快速且可靠的通信系统。
随着通信卫星的发展,人类已经能够实现与远离地球的探测器进行实时联系。
现代通信技术,如激光通信和量子通信的研究,正在为深空探测奠定更高效的基础。
通过这些技术,科学家能够在地球与探测器之间传输更大量的数据,大幅提升信息获取的速度和精度。
五、机器人技术在遥远的星球,派遣机器人代替人类进行探索已成为主流。
机器人技术的发展,使得任务风险和成本大幅降低。
比如,火星探测车像“好奇号”与“毅力号”都具备高度的自主性,可以根据环境变化进行决策,开展科学实验。
机器人可以在极端条件下工作,执行危险的任务,从而为人类在太空探索中提供有力支持。
IBSS(Infrared Background Signature Survey)红外背景特征测量仪美国军事卫星ICE(International Cosmos Explorer)国际宇宙探测器美国科学卫星IDCSP(Initial Defense Com. Satellite Program)初级国防通信卫星计划美国军事通信卫星IDSCS(Initial Defense Sat. Communication System) 初级国防卫星通信系统美国军事通信卫星IMEWS(Integrated Missile Early Warning Sat.)综合导弹预警卫星美国预警卫星IML(International Microgravity Laboratory)国际微重⼒实验室美国科学实验卫星Incosmos见IntercosmosIndigo靛兰美国雷达成像卫星Injun英琼美国科研卫星INMARSAT(International Maritime Com. Satellite) 国际海事通信卫星国际海事组织通信卫星INSAT(India Satellite)印度卫星印度国内通信与⽓象卫星Intasat(Institute Nacional de Tecnica Aernautica)西班⽛宇航技术研究所卫星西班⽛科学卫星Intelsat(International Telecom. Sat. Consortium)国际通信卫星美-国际通信卫星组织卫星Intercosmos国际宇宙前苏联-东欧科学卫星Interkosmos见IntercosmosIRAS(Infrared Ray Astronomical Satellite)红外线天⽂卫星美-英-荷红外天⽂卫星Iris彩虹⼥神意⼤利运载⽕箭上⾯级IRR(Industrial Research Rocket)⼯业研究⽕箭美国运载⽕箭IRS(India Remote-Sensing Satellite)印度遥感卫星印度地球资源卫星IRT(Integrated Rendezvous Target)会合⽬标美国⽬标⽓球卫星ISEE(International Sun-Earth Explorer)伊西(国际太阳-地球探测器)法-德科研卫星ISF(Industry Space Facility)⼯业空间设施美国空间资源卫星ISIS(International Sat. for Ionospheric Studies)国际电离层研究卫星加拿⼤科学研究卫星Iskra⽕花前苏联业余科学实验卫星ISO(Infrared Space Observatory)红外空间观测台法国红外天⽂卫星ISPM(International Solar Polar-orbit Mission)国际太阳极轨道任务美-欧空⽊星探测器ISS(Ionosphere Sounding Satellite)伊斯(电离层探测卫星)⽇本科学研究卫星Istra伊斯特拉德国复⽤型空间运载器Italsat(Italy Satellite)意⼤利卫星意⼤利国内通信卫星ITOS(Improved TIROS Operational Satellite)艾托斯(泰罗斯改进型⼯作卫星)美国⽓象卫星ITSS(Integrated Tactical Surveillance System)综合战术监视卫星美国雷达型海洋监视卫星ITV(Instrumented Target Vehicle)装有仪器的靶标卫星美国反卫星导弹试验靶星IUE(International Ultraviolet Explorer)国际紫外线探测器美-欧-英紫外天⽂卫星IUS(Inertial Upper Stage)惯性上⾯级美国运载⽕箭上⾯级。
浅析航天侦察技术对现代战争的影响福建师范大学人民武装学院陈楠学号119012007062 指导老师林玉瑞【摘要】:介绍了现代战争对航天侦察的需求,航天侦察技术队现代战争的影响,还论述了侦察卫星的特点,发展趋势及航天侦察技术在现代战争的局限性。
【关键词】:航天侦察现代战争特点发展趋势航天侦察是指利用各种航天器为平台,携带侦察设备对地面、空中和空间有价值的目标遂行侦察和监视的军事活动。
航天侦察作为国家战略侦察手段,已经成为国家威慑力量和军队战斗力的重要组成部分,成为世界各国竞相争夺的战略“制高点”。
而且,随着航天侦察情报实时性的提高,现代战争对航天侦察的依赖性也日益增加。
一.航天侦察技术的现状及其在近期局部战争中的运用在当今的航天侦察技术,美国处于绝对领先地位,已形成了成像侦察卫星、信号情报侦察卫星、海洋监视卫星和天基空间目标监视系统构成的4大航天侦察系统,具备在全球范围(包括空间) 、全天候、全天时、全电磁谱段获取信息的能力,在领跑的位置上正在谋求概念和技术突破。
处于第二梯队的欧洲、俄罗斯、以色列、印度、日本,以及刚刚进入该阵营的韩国,都已拥有了分辨率优于1 m的光学成像侦察卫星,部分国家拥有分辨率在1~3 m左右的雷达成像侦察卫星。
这些国家在光学侦察卫星方面都强于雷达侦察卫星,目前一面在提高光学卫星性能,一面大力发展雷达侦察卫星,完善卫星侦察体系。
而且,俄罗斯和法国还拥有信号情报侦察卫星,但在规模和能力上与美国相距甚远。
此外,国外商用高分辨率的成像卫星技术也突飞猛进,不断打破成像分辨率记录,最高已达到0. 41m的精度,甚至比一些军用侦察卫星的分辨率还高,其军事应用价值已不容忽视,正日益成为世界各国重要的侦察情报来源。
(1) 成像侦察成像侦察卫星用于获取目标地区的图像情报。
美国的成像侦察卫星于1960年10月首次发射与回收成功,至今已经历了六代的发展历程。
第六代光学成像侦察卫星——先进锁眼-11(有人将其称为锁眼-12)于1989年8月首次发射,至今已经发射了5颗。