杂谈-第764章
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00公里以上。
为了避免或减少“侦察空白”，电子侦察卫星往往采用多星组网的方法。比如苏联的电子侦察卫星就是采用“一箭八星”的办法，一次发射8颗卫星，在同一个轨道面内等间距地布放，以实现对地面电子信号的连续。
自1962年5月发射世界上第一颗电子侦察卫星以来，美国至今已发展了四代电子侦察卫星。第一代为低轨道卫星，第二至四代主要为地球静止轨道和大椭圆轨道卫星。冷战结束后，随着世界政治格局的变化和卫星技术的进步，早期发展的第二代“峡谷”、“流纹岩”以及第三代“小屋”、“旋涡”、“猎户座”、“大酒瓶”、“折叠椅”等电子侦察卫星，已先后停止发射并陆续退役（虽然有些卫星，如“大酒瓶”仍然发挥着重要作用）。目前，美国主要使用第四代电子侦察卫星，包括“水星”、“顾问”、“命运三女神”和“号角”等。
“水星”是美国空军的静止轨道电子侦察卫星，主要用于截获通信情报。它不但能侦听到低功率手机的通信信号，还可以收集导弹试验时的遥测、遥控信号，以及雷达信号等通信电子信号。该星由休斯公司承造，采用长约100米的新型特种天线。
“顾问”卫星是美国****情报局的地球静止轨道电子侦察卫星。该卫星采用大型接收天线，可接收的最小地面信号的强度是低轨道卫星的1/5000。在常年值守的电子侦察装备中，静止轨道电子侦察卫星有较多的优势：卫星轨道越高，地面覆盖面就越宽，时效性也越好。所以，美国很重视发展这类卫星。
美国目前也在使用低轨和大椭圆轨道电子侦察卫星。例如，用于侦察雷达等电子设备无线电信号的“命运三女神”就是低轨道电子侦察卫星，它运行在高度454公里、倾角63。4度的圆轨道，工作时3颗卫星为一组，组内各星保持约50公里的距离，星间可相互进行光通信，用4组星就可以完成全球无缝隙监视。
由美国空军和****情报局联合使用的“号角”卫星是20世纪90年代研制的，从1994年至今已发射了至少3颗。该卫星由休斯公司研制，重5…6吨，天线直径100米，运行在近地点360公里、远地点36800公里的大椭圆轨道上，主要任务是把范围扩大到包括俄罗斯和中国北部在内的高北纬地区。它吸收了当今军用航天系统中最先进的电子技术和数传技术，配备了极高频中继系统，装有复杂而精细、展开后足有一个足球场大的宽频带相控阵天线，可同时监听上千个地面信号，包括俄罗斯与其核潜艇舰队之间的通信。
电子侦察卫星现正日益受到各军事大国的青睐，但也存在不少问题。例如，它无法有效侦听到地下有线通信的信号、情报处理速度较慢、易受电子对抗措施的影响等等。为此，美军正在加紧研制第5代新型电子侦察卫星，并取得了突破性进展。
第五代电子侦察卫星“入侵者”是美国“集成化过顶信号侦察体系”（IOSA）的组成部分，是利用天基网的发展思路和新设计理念研制的，目的是提高电子侦察质量，降低系统成本。它具有多轨道能力，可代替当今静止轨道和大椭圆轨道的卫星并集通信情报和电子侦察于一身。
美国还在研制具有一定隐身特征的“徘徊者”静止轨道电子侦察卫星和“奥林匹亚”（SB…WASS）低轨道电子侦察卫星。前者用于侦察、定位战略目标，后者用于海军、安全局等部门的电子侦察一体化计划。
不过，考虑到资金等问题，美国国家安全局和国家侦察局已决定暂时不再投资建造新一代电子侦察卫星，而是在目前在役的IOSA…1的基础上进行改进，未来几年主要以“猎户座”地球同步轨道卫星为基本型进行改进。国家侦察局将在一项称为“先进电子情报体系结构”的研究中继续研究改进电子侦察卫星的方法。在研制新型电子侦察卫星的过程中，重点是要不断发展超大型天线技术。因为这种卫星天线很大，所以其收拢、展开和变形等处理技术很复杂。
电子侦察卫星正向多功能、长寿命、实时性强和适应范围广等方向发展。进一步增强星上电子侦察设备的信号处理能力与处理速度，提高电子侦察卫星的抗干扰能力、变轨能力及抗摧毁能力，是美军电子侦察卫星的发展趋势
第19章北斗卫星的战略运用
随着2003年5月24日第三颗北斗…1号卫星的发射升空，中国宣称它已经建立了一个由三颗导航卫星组成的卫星体系。前两颗分别于2000年10月31日和12月21日发射升空。“北斗”卫星系统与美国的全球卫星定位系统（GPS/NAVSTAR）和俄罗斯的全球导航卫星系统（GLONASS）以及欧洲计划中的“伽利略”系统有很大的区别。它是由三颗地球同步轨道卫星组成，覆盖范围只能以地区为基础，而不像其它系统具备了全球覆盖能力。
作者认为，近年来中国一直在采取渐进的步骤发展空间导航卫星系统。它所宣称的第一颗导航卫星，也就是北斗…1A号于2000年10月30日发射升空，卫星定位于东经140度的地球同步轨道，大约在新几内亚岛上空，这也是处于整个星座最东面的一颗工作星。两个月后的12月20日，中国又发射了第二颗地球同步导航卫星——北斗…1B号，它位于东经180度印度洋中部上空。在近两年半的时间里，它们构成了中国仅有的导航卫星，直到第三颗卫星的发射升空。北斗…1C号属于导航定位系统的备份星，它位于东经110。5度，处于前两颗工作星的中间，与前两颗一起组成了中国自己完整的卫星导航定位系统。在相隔两年半的时间里中国才发射第三颗卫星，看起来中国很可能利用了这段时间来测试卫星电子设备和熟悉系统的操作。
通常，导航卫星的位置对于确定用户和卫星的距离以及此后的位置非常重要。这三颗卫星众所周知处于地球同步轨道，它们位置的变化对于导航的影响是巨大的。在卫星工作的这段时间里，北斗卫星的经度偏差一直保持在加减0。1度，这也是国际电信联盟所提出的标准范围，在地球同步轨道的高度上，这个偏差与地球的对应值为150公里。每经过大约一个月，当负责保持卫星在轨位置的发动机点火期间，这种经度变化就会发生一次。因此，每日的变量相对要小，只有2至3公里。
然而，由于存在着卫星轨道赤道倾角以及卫星轨道并不是真正的圆形，所以地球同步卫星每天在轨道的位置也是有变化的。前两颗卫星的轨道赤道倾角为0。06度，对应每天南北方向50公里的差额，最新的第三颗卫星轨道赤道倾角大约0。014度。倾角的不同是由于太阳和月亮（以及地球不是一个真正的圆球形状这样一个事实）在过去两年半时间中对前两颗卫星的辐射压力所致，最后，地球同步卫星轨道并不是真正的圆形，每天会引起40公里的径向偏差。
所有这些偏差，在距离地面35000公里的轨道看起来微不足道，但在定位方面如果不对参数修正的话却能引发巨大失误。现有以卫星为基础的导航系统通过向用户播发当前轨道参数及授时信号解决这类问题，然后用户计算出精确卫星位置用于自己位置估算。看起来中国“北斗”系统很可能使用的是同样的工作原理。
◆ 系统精度的估算
卫星系统的用户可以测算出自己在地球上的位置，如果他知道自己与三颗卫星或更多卫星之间的距离的话。估算的精确度取决于一系列因素包括电子设备的精度、信号穿越大气层的影响以及已知的卫星位置到底有多精确和其几何排列的顺序。
使用更多的卫星可以增加位置估算的精度，然而如果卫星广泛地分布于用户的上空也可以增加定位精度。实际上四颗卫星就也可以取得理论上的最大定位精度，这就要求其中三颗要均匀地分布在水平面上。换句话说就是以120度为间隔，第四颗卫星位于用户的正上方。从这种最佳几何排列中移动任何一颗卫星都将降低用户定位的最佳精度。
由于“北斗”卫星导航系统总共只有三颗卫星在轨，因此就要求用户装有一台高精度原子钟。或者其它的必要条件也行，如用户处于海平面位置，这种条件使得该导航系统除了用于舰船导航之外在陆上几乎毫无用武之力。由于在这种情况下即使没有卫星导航也可以得到一个合理的定位精度，因此本文在此不予具体论述。我们将假设用户携带了一只作工粗糙的小型高精度时钟或是一台同步的价格不贵误差也不是很大的时钟。
近年来原子钟越来越普及，中国肯定已经将或是自己制定或是购自国外的高精度时钟安装在导航卫星上了。不管怎么样，虽然我们对中国的一个步兵排甚至是一辆坦克能否在野外成功地操作这一装置持怀疑态度，但是我们绝对有理由相信中国的飞机能够携带原子钟并做到时钟与卫星的同步化，以此来确保导弹发射后数分钟时间里所最必需的精度。
卫星的几何排列，就像用户所看到的，在决定系统的精确度方面起着非常重要的角色。中国位于地球同步轨道上的三颗卫星远远没有达到最佳化的几何排列。如果用户靠近赤道的位置，这三颗卫星看起来就像是从头顶穿过的一条直线。这种几何排列虽然能够很好地决定经度，但在测量纬度或高度方面却存在着很大的缺陷。实际上在赤道平面上，美国的GPS系统测量经度的精确度要比北斗卫星强一千倍，这个比较是建立在假设两个系统都存在着电子设备、大气失真及其它来源所引发的相同的误差基础之上的（另外，用户的原子钟不可避免也存在着误差，除非也像卫星上安装的原子钟一样经常进行数据，在此我们不予考虑）。因此，北斗星座的用户在赤道上测量纬度的误差范围至少是一个东西10米、南北3000米的大椭圆。同样，在高度的测量方面，美国的GPS系统精度也要超出中国10倍。
当用户向北方移动时，纬度和高度的精确度实际上在某种程度上得到了改善，这是因为北斗星座的几何排列看起来更加合理一些。当用户越向北前进，卫星看起来越靠近水平线，也就是说星座越逼近它的最佳几何排列。台湾台北的一个用户使用该系统时，经度精确度大约10米，而纬度精度大概只能有100米左右了。虽然这比赤道附近的用户有了极大的改进，但要想靠这种精度制导航空****却还远远不够。用户越往北，精度就会增加，直到北纬80度线，在那里“北斗一号”卫星系统的经度测量精确度可以与GPS系统相媲美。这个比较也是建立在两个系统存在着所有其它来源误差相同的假设基础之上的。更加有趣的是，如果用户所处的海拔高度增加上百公里，那么系统在北纬地区的精确度还会随之相应增加。
◆ 未来的改进？
中国国家航天局已经宣布，“北斗”卫星系统的精度并不能****绝大多数的陆上用途，包括铁路和公路运输，而且肯定也不会为其所接受。然而，中国很有可能继续发射卫星以充实目前的星座数量，来获取可接受的精度。如果中国希望继续发展这一地区性导航系统，一个方法就是向所谓的“闪电”轨道再发射另外4颗卫星。“闪电”轨道指的是一种大椭圆轨道，范围从近地点高度的1000公里到远地点高度40000公里，卫星运行周期为12小时。入轨时卫星的轨道倾角大约63度，这样可以防止卫星向东或向西漂移出轨道。保持4颗这样的卫星将确保用于导航目的时至少有一颗卫星处于最佳位置。
如果这样一个附属星座加入到“北斗”系统，它仍然是一个区域性卫星导航系统，精度也只有GPS/NAVSTAR系统的二分之一或三分之一。然而这样用户却再也没有必要随身失事携带原子钟了，因为用户在任何时候它都可以接收到4颗卫星发射出的信号。尽管中国肯定已经具备了将这种卫星送入“闪电”轨道的能力，但它以前却没有这样做过。考虑到中国在发展武器系统方面一贯深思熟虑的作法，估计中国首先可能会入轨一颗单独的北斗卫星，然后经过一段时间对这颗卫星的多种功能进行测试，例如高度控制…保持卫星的一个表面始终朝向地球，而太阳电池板的表面则指向太阳，以及对卫星在这种大椭圆轨道上进行至少一年的位置保持和跟踪。只有当时机成熟时，中国才会将另外3颗卫星送入“闪电”轨道。
作者认为，对于中国来讲，高度控制和轨道位置保持这两个环节才是操纵“闪电”轨道卫星最困难的事情。就像上文所提到的，导航卫星的运行轨道必须非常精确，否则轨道测量的任何失误都将对用户定位产生直接而巨大的影响。
地面控制站可以利用多种方法测算出地球同步卫星更加精确的轨道位置。通过向卫星发射定时信号，然后接收应答信号，这样就能很�
