今天,中国最新的侦察卫星——高分三号卫星成功发射升空。
高分三号是一个雷达侦察卫星,携带了C频段多极化合成孔径雷达(SAR)。它将提供分辨率高达1米精度的的雷达成像服务。尽管公开报道中反复提及它的地质探测、救灾预防等民用功能,但很明显高分三号的军事用途更为值得关注。
下图据称是高分三号卫星的外观
总体而言,高分三号有着以下优点:
一,高分三号可全天候昼夜工作
作为一种雷达侦察卫星,高分三号不受昼夜、云雨影响,进行全天候和全天时实现全球海洋和陆地信息的监视监测。光学侦察卫星的白光摄影机只能在白昼工作,热成像等夜间工作手段虽然不受日照影响,但无法穿透云雨烟雾。自此,美国航母等战略性的武器装备将无所遁形,哪怕它藏身于云雨之中,高分三号也可以探测到它的存在。
高分三号由长征火箭发射升空
二,高分三号成像精度高
它的探测精度,使得地面控制人员能够获得精度高达1米的高清地图,这一精度已经足以分辨出大型车辆、集装箱、建筑工事等目标,航母等庞大的目标更加不在话下。
三,高分三号成像幅宽大、成像模式多
雷达侦察卫星覆盖幅宽大,所以时间分辨率较为理想,对于战区观测和动态信息探测意义非同寻常。高分三号卫星有12种成像模式,既可以条带成像(随着自身飞行运动,对轨迹下方条带状领域覆盖成像),也可以扫描成像(针对地面特定区域实施扫描,例如针对航母活动、驻扎的区域)。还能够针对海洋选择波成像模式,以及使用全球观测成像模式。一般的伪装网对雷达侦察毫无作用,这类卫星甚至可以穿透较薄的土层,探测地下大型设施。高分三号是全球成像模式最丰富的合成孔径雷达卫星。
四,高分三号寿命长
该卫星的设计使用寿命为8年,刷新了中国低轨侦察卫星纪录。
类似的美国卫星,就是鼎鼎大名的长曲棍球雷达侦察卫星。美国锁眼-12光学摄影侦察卫星,无法昼夜全天候工作,因此长曲棍球卫星成为了极为重要的侦察工具,两者构成了美军侦察卫星的最强组合。在海湾战争中,长曲棍球卫星克服了夜暗、云雨和油井大火烟雾的影响,立下了赫赫战功。
长曲棍球卫星示意图
高分三号卫星工作原理:
在飞行时,它的雷达不断向探测区域发射无线电波,然后根据飞行运动中不同时刻、不同位置上接收到的回波,通过复杂运算,综合汇总得出一个幅面广阔的成像。这种方法,使得合成孔径雷达侦察卫星能够使用较小的天线,得到较高的成像效果。合成孔径雷达侦察卫星的天线一般呈长方形,由几个平面天线阵组成。卫星上的抛物面天线,用于把雷达搜集到的大量数据传送给地面控制站,再转化为指挥人员可以判读的视觉图像。这一数据传输要求速率达到每秒数百兆字节,此外星上计算机能力要符合相关要求,在高度恶劣的太空工作环境中这依然是一大技术挑战。
高分三号的成本虽然没有公开,但预计全项目费用高达几十亿人民币。这是这一卫星无论在技术上,还是在体积上,都有着很高的要求,成本不可能太低。
与长曲棍球卫星相比,高分三号卫星的精度达到了与之相当的水平。
美军长曲棍球卫星第一、第二颗标准分辨率为3米,精扫模式为1米(这要比锁眼-12号光学卫星的0.1米差些)。此后,长曲棍球卫星改进型达到了最高0.3米的水平。因此,高分三号卫星与头两颗长曲棍球卫星的精度相当。
长曲棍球卫星获得的五角大楼图像
雷达侦察卫星成像实例:
为了覆盖更广的范围、提高时间敏感性能力,高分三号必须有后续卫星进行组网配合。这也是长曲棍球卫星走过的道路。
虽然高分三号军事用途的战略价值更高,但在民用方面,它也有着巨大的价值:例如在精准扶贫项目中,它能够快速准确的提供地貌信息,甚至分辨出水库、山林、道路、粮田具体的实时状况,从而令地面人员获得极为重要的生产生活真实数据,对项目规划与实施有着关键性的作用。在救灾活动中,价值更是突出,可以实时提供水灾、火灾实时状态,令救灾人员在困难环境中得到一个观察灾区高精度全貌的可靠手段。
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