美军在伊拉克战争中的使用主要卫星简介文档格式.doc
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◆机动能力强，能满足现代战争的需要。
◆可进行电子侦察。
在1999年北约空袭南联盟的行动中，美国使用了3颗KH-12卫星，其中2颗分别运行在昼夜轨道平面和晨昏轨道平面，轨道倾角97度。
另1颗KH-12运行在这两者之间，能克服目标光照射对成像侦察的影响。
它们每日飞过目标区域上方两次，并能对飞行轨迹东西两侧区域进行斜视成像，使7~10km的观测幅宽有较大扩展。
（3）“长曲棍球”雷达成像侦察卫星
“长曲棍球”雷达成像侦察卫星是目前世界上唯一的军用雷达成像侦察卫星，是美国21世纪初空间雷达成像侦察的主要工具。
它不仅特别适于跟踪舰船的活动，监视机动式弹道导弹的动向，而且还能发现经伪装的武器装备，甚至能发现藏在地下数米深处的设施。
“长曲棍球”卫星的主体呈八棱体，长8m，直径约4m，一对太阳能电池板在轨道上展开后跨度为45.1m，可提供10kw以上的电力，这在当今卫星中是最大的。
因为这种卫星要向地面发射微波能量，所以需要大量的能量。
卫星设计寿命8年，运行倾角为57~68度，轨道高度为670~703km。
图19Larcrosse雷达成像卫星
该星的合成孔径雷达天线呈矩形，长14.4m，宽3.6m，由3个平面天线阵组成，每个天线阵含4个长度相等的子阵。
雷达的几何分辨率为0.3~3m，所获图像数据通过大型抛物面可跟踪天线经“跟踪与数据中继卫星”传至白沙地面站，再经过国内通信卫星传到贝尔沃堡。
它不仅适于跟踪舰船和装甲车辆的活动，监视机动或弹道导弹的动向，还能发现伪装的武器和识别假目标，甚至能穿透干燥的地表，发现藏在地下数米深处的设施。
“长曲棍球”卫星还载有用于目标识别的光学遥感器，以供KH-12详细成像使用。
1997年10月23日发射升空的第3颗“长曲棍球”卫星带有相控阵馈电系统，采用抛物面雷达天线，成像质量有所改善。
该星与另一颗星配对工作，因而可以反复侦察地面目标。
据卫星跟踪专家指出，现在每日两次飞过伊拉克的“长曲棍球”雷达成像卫星有分别于1991年3月、1997年10月和2000年8月发射的3颗。
2.电子侦察卫星
（1）“入侵者”卫星
“入侵者”卫星是美国第五代电子侦察卫星，也是最新一代超大型静止轨道电子侦察卫星。
1995年5月14日美国发射了一颗新型电子侦察卫星，卫星重4.5吨，天线直径100m。
据分析，该卫星可能是“大酒瓶”卫星与“漩涡”卫星的组合体，兼具两者的功能。
1996年4月24日又发射了第二颗这种卫星。
《简氏航天指南》认为这两颗卫星是“入侵者”卫星。
1998年5月9日发射的一颗信号情报卫星可能是第三颗“入侵者”卫星。
由于美国对该型号卫星采取保密措施，因此很难获得有关“入侵者”卫星的确切资料。
据分析认为，“入侵者”卫星汇集了“大酒瓶”、“奥里昂”和“漩涡”等卫星的功能，是目前最先进的电子侦察卫星。
（2）“白云”卫星
“白云”卫星是美国从20世纪70年代开始发展的电子型海洋监视卫星，用于对海上舰船和运动目标的雷达和通信信号进行跟踪和定位。
“白云”卫星已经发展了两代，1990年以前发射的是第一代，以后的是第二代。
第二代也称为“天基广域监视系统”。
第—代卫星从1976年4月30日首次发射到1989年9月6日最后一次发射，其间一共发射了10组40颗卫星。
第二代卫星截止到目前共发射了3组12颗。
图20NOSS海洋监视卫星
“白云”卫星系统由4组16颗卫星组网工作。
每组4颗卫星采取“一母三子”的形式，由一颗大型母卫星和3颗小型子卫星组成。
每组卫星采用一箭四星方式发射，子卫星与母卫星的轨道相似，以几十千米的距离分布在母卫星周围，构成三角形，向母卫星传送数据。
目前在轨工作的“白云”卫星系统由第二代卫星组成。
3组第二代卫星的母卫星分别是KH-12和“长曲棍球”卫星。
第二代卫星系统采用KH-12和“长曲棍球”卫星作为母卫星，装载光学成像设备和雷达成像设备，分辨率高，并具备全天候、全天时监视能力。
卫星组网，覆盖面积大，重访周期短，可在北纬63.4度至南纬63.4度之间的地带每天监视30多次。
3.预警卫星
“国防支援计划”系统是美国现役的预警卫星系统，其任务主要是提供弹道导弹攻击预警，用于监视伊拉克的导弹发射。
目前在轨的主要是第三代“国防支援计划”导弹预警卫星。
第三代“国防支援计划”卫星尺寸有所加大，卫星高9~9.9m（太阳电池阵展开后），红外望远镜从装有燃料和电子仪器的舱体伸出3.6m，而前两代卫星高度为6.6m。
第三代卫星比第一、二代卫星重量分别增加1500kg和675kg。
第三代卫星有较强的生存能力，卫星望远镜的红外焦平面设计为两部分，以保持红外探测器不被地基激光器致盲，而且卫星还有能力在检测到被攻击企图后，从拦截器的打击范围机动出去。
图21DSP导弹预警卫星
二、通信卫星
军用通信卫星是承担战略通信和战术通信的主要手段，在作战指挥、情报传递等方面发挥着巨大的作用。
通过军用通信卫星，如“国防卫星通信系统”、“跟踪与数据中继卫星”系统和“军事星”系统等，可双向传送数据、语音、图像等信息，实现对战区内所有作战手段的指挥与协调。
美军的“斩首”行动就是利用通信卫星将地面人员侦察到的信息通知布什，并随即发出攻击命令。
1.“国防卫星通信系统”
“国防卫星通信系统”采用超高频频段，可为美军所有军兵种提供全球通信，包括语音、数据、图形和图像等通信。
“国防卫星通信系统”的主管单位是美国国防通信局，第三代卫星的主承包商是洛·
马公司，每颗第三代卫星的成本约为1.6亿美元。
“国防卫星通信系统”一共发展了三代，现在第一代已退役。
第一代“国防卫星通信系统”又称为“初期国防卫星通信系统”，在1966—1968年间共发射了26颗卫星。
第二代“国防卫星通信系统”，从1971年开始发射，到1989年一共发射了17颗卫星。
美国在使用第二代卫星的同时，从1982年开始发射第三代：
卫星“国防卫星通信系统”3。
美国国防部一共定购了14颗第三代卫星，将在2003年完成全部卫星部署。
图22DSCS国防通信卫星
第三代“国防卫星通信系统”的标准星座由5颗工作卫星和至少3颗备份卫星组成，可提供全球范围的高数据率保密通信。
“国防卫星通信系统”3卫星采用加固技术，具备一定的抗核辐射能力；
采用多种扩频设备，具备较强的抗干扰能力。
星上在超高频转发器之外还载有一个单信道特高频转发器，可以向战略核部队传送紧急指令，具备高度抗干扰能力。
“国防卫星通信系统”在海湾战争中暴露出战术通信能力差的缺点。
2.“军事星”
“军事星”是美国国防部的新一代通信卫星。
作为陆、海、空三军共用的战略和战术相结合的军用卫星通信系统，“军事星”具有抗干扰性和保密性以及抗核爆炸等特点。
作为为具有核威胁时期的生存能力而研制的“军事星”1，能在核攻击后自主地工作。
在卫星及其搭载装置防间接核攻击的同时，地面设施也设计成能在核环境下使用。
“军事星”系统卫星数目为6颗，包括2颗第一代“军事星”（“军事星”1）和4颗第—二代“军事星”（“军事星”2）。
“军事星”系统的主管单位是美国空军下设的联合军事星计划办公室，主承包商是洛马公司。
“军事星”1卫星的成本为10亿美元，“军事星”2卫星的成本为8亿美元。
两颗“军事星”1已于1994年2月8日和1995年11月5日发射入轨。
4颗“军事星”2已有2颗分别于2001年和2002年发射入轨。
图23Milstar军事星
“军事星”1采用双星组网方式，采用跳频技术、星上处理技术、点波束和捷变波束技术，可提供抗干扰保密通信。
1992年开始研制的“军事星”2在“军事星”l的基础上进行了改进，去掉了抗核电磁脉冲辐射的防护措施；
在原来的192个低速率信道之外，又增加了32个中速率数据信道，使总通信容量提高了近百倍，造价却降低了20％。
另外，“军事星”2的轨道机动能力也增强了。
3．“跟踪与数据中继卫星”
“跟踪与数据中继卫星”是一种军民两用通信卫星，任务是转发地面站对中低轨道航天器的跟踪测控信号和中继从航天器发回地面的信息。
美国从20世纪80年代初开始部署“跟踪与数据中继卫星”系统，到90年代中期才完成系统配置，建成完全实用的系统。
美国的“跟踪与数据中继卫星”到目前一共发展了两代，第一代共7颗卫星，已经发射完毕，第二代共3颗卫星，现已发射了2颗，将在2003年完成部署。
图24TDRS通信与数据中继卫星
“跟踪与数据中继卫星”系统的主管单位是美国航宇局的空间通信办公室，第一代卫星的主承包商是TRW公司，第二代卫星的主承包商是休斯空间与通信公司。
第一代卫星的前6颗（TDRS-A至TDRS-F）每颗成本为1亿美元，第7颗（TDRS-G）的成本为3亿美元。
第二代卫星的成本约为1.6亿美元。
第一代卫星提供S频段和Ku频段中继服务，平均系统利用率达到99％。
第二代卫星在S频段和Ku频段的基础上又增加了Ka频段，数据传输速率有很大提高。
文章引用自：
三、导航定位卫星
导航定位卫星为地面、海上和空中的各种打击力量提供导航定位服务。
导航定位卫星是布置在空间的导航台，可提供全球、全天候、高精度的导航定位，为各军兵种联合作战提供精确的空间、时间和信息保障。
此次对伊战争，美军更广泛地应用了导航定位卫星，极大地提高了精确制导武器系统的打击精度，并为战机飞行提供精确导航。
此次对伊战争中，美、英军队使用的“战斧”巡航导弹都使用了GPS卫星定位系统，命中精度可达到10m以内。
每一个士兵都携带有GPS装备。
图25GPS星座
美导航定位卫星现包括GPS-II和GPS-IIR，现在轨29颗（5颗备份卫星）。
其中GPS-IIR是从1997年开始发射的第二代卫星，定位精度从16m提高到10m。
四、地球资源卫星
1.“伊克诺斯”
“伊克诺斯”卫星能从低轨道获取1m分辨率的黑白图像和4m分辨率的彩色图像。
这些照片可用于测绘地图、公用设施管理、土地利用、道路规划、地形详查、野生植物管理、环境监测、矿物和油气勘探、新闻事件调查、救灾、农业估产和林业生产调查等，也可用于军事侦察、监视、测绘和战场环境探测。
空间成像公司是“伊克诺斯”卫星的经营者，该公司是洛克希德·
马丁公司的下属公司。
洛·
马公司负责研制和生产“伊克诺斯”卫星。
“伊克诺斯”卫星采用与“铱”星相同的LM900小型卫星平台，卫星质量仅为1000kg。
它的望远镜装备有一个悬臂式三轴姿态控制系统，能精确瞄准地面上的目标。
望远镜的镜面研磨的精度极高，误差可以用原子来度量，因此可以从680km高的轨道上分辨出地面不大于1m的物体。
“伊克诺斯”卫星的图像灰度可达2000级，远远高于其它遥感图像256级的灰度。
由于其运行轨道（680km太阳同步轨道）比一般照相侦察卫星的轨道（200km左右低轨道）高，所以有更大的视场和更高的重访频率。
图26IKONOS卫星
2．“陆地卫星”
“陆地卫星”是美国的对地观测卫星系统。
它利用多个星载遥感器来对陆地进行综合观测，获得的丰富信息不仅可用来支持研究污染、水利、农业、海洋、林业、地质和制图学，也能用于军事侦察、测绘和战场环境观测。
图27Landsat卫星
目前在轨运行的是“陆地卫星”7。
“陆地卫星”7的全色（黑白）分辨率为15m，而多光谱遥感器多达11个波段（有30m米、60m和120m三种分辨率），能获取战场环境的综合信息。
“陆地卫星”7能通过“跟踪与数据中继卫星”用交叉链路传输信息。
它的数据流能利用GPS信息提供图像定位信息。
“陆地卫星”7运行在705km的圆形太阳同步轨道上，能快速、系统地获取大范围战场环境信息。
3．“快鸟”卫星
“快鸟”商业遥感卫星能为用户提供高分辨率的地面数字图像，不仅可用于民用领域，也可用于军事侦察和军事测绘。
1998年美国国防部的国家图像与测绘局同地球观测公司签订了价值数百万美元的多年合同，用来购买遥感图像产品。
图28Quickbird卫星
“快鸟”卫星在提高时间分辨率、缩短重访周期方面采取了一些措施。
星体能在飞行中在前后左右30度范围内调整姿态指向，以扩大瞄准目标的范围。
卫星一幅照片可覆盖22km×
22km，视场可达360km。
卫星运行在450km高、98度倾角的太阳同步轨道，飞越赤道的时间可变。
其重访周期可为1天，也可视需要调整到4天。
“快鸟”卫星采用推扫线性阵列遥感器，全色分辨率为61cm，多光谱分辨率为2.44m；
多光谱有红、绿、蓝、近红外四个波段；
图像幅宽16.5km；
在没有地面控制点的情况下，地面定位圆误差精度可达23m。
五、气象卫星
气象卫星为战区的指挥系统提供近、中、远期气象预报。
这些信息将与C4I系统中的其它信息进行综合分析。
其结果将对战役的进程产生重大的影响。
如伊拉克地区如出现大的沙尘暴，有时能见度可能会下降到只有几米，这将严重干扰精确制导武器，影响直升机的作战性能，增加出现意外事故的概率，甚至使军事行动无法执行。
在这次伊拉克战争中，美国将主要使用“国防气象卫星”提供气象服务。
“国防气象卫星”能为军事用户和民用客户提供气象数据以及陆地、海洋和日-地物理数据。
它获取的云图分布信息对卫星照相侦察很有用。
在1991年的海湾战争和1999年的科索沃战争中，“国防气象卫星”都为美军提供了气象信息保障。
1998年6月，美国空军把“国防气象卫星”的控制权移交给美国商业部下属的国家海洋与大气管理局，并撤销了操作“国防气象卫星”的第六空间操作中队。
图29DMSP国防气象卫星
“国防气象卫星”至少采用2颗卫星组网，运行在太阳同步的近圆轨道上。
一颗卫星在清晨和傍晚提供信息，另一颗卫星在中午和半夜提供信息。
卫星可以采用存储转发和实时传输两种方式传输数据。
这种卫星能区分直径仅为610m的小片云彩。
它除了具有可见光和红外探测器以外，还有微波成像仪，能探测不同高度大气的微波辐射和温度。
星载电子频谱仪能测定极光对通信和雷达系统的影响。
“国防气象卫星”的战术用户接收终端有以下几类：
快速部署图像终端、MarkⅣ系列可移动终端和AN/SMQ-11舰载接收终端。
具体见表1所示。
六、伊拉克战争中美国使用卫星的情况一览表
卫星种类
数量
作用
光学侦察与监视卫星KH-12
3
装有可见光和红外遥感器，现役3颗，轨道高度248×
992km，轨道倾角97.9°
，可在不同光照条件下对伊拉克地区重复观测。
3颗卫星同时使用可实现立体成像。
这些卫星可提供0.1m分辨率的图像，红外相机可实现夜间成像，对轰炸效果可进行更为精确的评估。
卫星通过对其飞行轨迹东西两侧的成像，使7～10km的观测幅宽有较大扩展。
雷达成像侦察卫星Lacrosse
3颗长曲棍球卫星,轨道高度680km，分辨率1m。
不论夜晚还是云雾天气，甚至可穿过树木，进行全天候战损评估。
这种卫星可识别地面部队和移动式地对空导弹系统。
8X卫星EIS
1
也称增强型成像系统（EIS）。
与以前卫星最大的不同是轨道的变化，观测幅宽增加到150km×
150km，重访周期大大缩短。
商业遥感卫星
2
主要使用了1颗伊科诺斯（Ikonos）卫星和1颗快鸟-2（QuickBird）卫星，用于侦察和制图。
NASA的地球观测卫星EO-1
“地球观测-1”装有三台先进的陆地成像仪：
先进的陆地成像仪、超谱成像仪和大气校正仪。
先进的陆地成像仪共有10个波段，波长范围覆盖可见光、近红外与短波红外，其中有一个波段为全色波段，用于立体成图，多光谱波段空间分辨率为30m，全色波段为10m。
超谱成像仪可以对220个谱段进行观测，空间分辨率为30m，超光谱成像仪每张图片可拍摄7.5km×
100km的陆地面积。
电子侦察卫星
12
包括猎户座（Orion）2颗，第四代水星（Mercury）2颗，军号（Trumpet）3颗以及5颗白云（NOSS）卫星。
跟踪萨达姆的行踪，主要技术手段之一是电子窃听，电子侦察卫星是长期值守的主要窃听平台之一。
导航定位卫星系统GPS
29
其中5颗为备用星。
它们为精确武器和飞机提供精确制导和导航，为地面的单兵、单武器平台提供导航支持。
气象卫星
8
包括极轨卫星（国防气象支持计划（DMSP）卫星和NOAA卫星）2颗和民用静止轨道卫星戈斯（Goes）6颗。
由于伊拉克地区的沙漠气候条件，如果没有气象卫星对战场气候，尤其是沙尘暴的准确预报，整个军事行动都将难以展开。
NASA试验气象卫星
NASA“水”（Aqua）卫星和“地”（Terra）卫星提供的数据，帮助美国军队预报了可能妨碍军事行动的沙尘暴。
“水”卫星发射于2002年5月，其使命是对地球的海洋、大气、陆地、冰川流动、雪层和植被进行观测，这项任务为期6年。
“地”卫星价值13亿美元，是第一颗以天为单位对全世界范围内地球上的大气、陆地、海洋、太阳辐射以及生物之间的相互影响进行观测的卫星。
美国官方表示，伊拉克战争标志着这些卫星首次用于军事行动。
军方表示这些气象卫星提供的信息对战争十分有用。
国防支援计划（DSP）预警卫星
5
DSP星座有４颗工作星和１颗备用星。
对来袭洲际弹道导弹提供25～30分钟的预警时间，对潜射弹道导弹提供10～15分钟的预警时间，对面对面短程导弹提供数分钟的预警时间。
美国的地面系统经改进后，可同时接收和处理多颗卫星的信息，在敌战术导弹发射几十秒内，将导弹发射时间、地点、袭击目标和到达目标的预计时间传送给战区司令部。
爱国者反导导弹系统就是在DSP的支持下工作的。
军事星（MILSTAR）
6
为美国战略力量、空间预警系统以及作战部队部署提供全球低数据率覆盖。
“军事星”是一笔巨大而昂贵的军事资产，为各军兵种的军方用户提供了安全、抗干扰的卫星通信。
例如，为了支持伊拉克战争开局的“斩首行动”，现有的“军事星”系统提供了足以处理4,200多个电话的通信能力。
跟踪与数据中继卫星TDRS
9
TDRS到目前一共发展了两代，第一代共7颗卫星，已经发射完毕，第二代共3颗卫星，现已发射了2颗；
提供通信服务。
国防卫星通信系统（DSCS）
4颗工作星，2颗备用星。
国防通信卫星系统主要承担战略通信任务，主要为国防部各部门和作战部队之间提供高质量的保密通信和高速数据传输。
其它通信卫星系统如铱星
80
铱星座由66颗工作星和14颗备用星组成。
星座共使用6个轨道平面，每个平面11颗星，均起电话网络节点的作用。
14颗备用星处于随时可以替代任何失效卫星的轨道位置上。
这样的星座确保全球每个地区在任何时候都有至少一颗卫星在覆盖。
合计
167
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