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專家談反衛星偵察 GPS定位信號易被干擾

http://www.chinareviewnews.com   2007-03-29 11:41:03  


美國KH-12“鎖眼”4光學偵察衛星,有“極限軌道平台”之稱,是當今分辨力最高的光學偵察衛星,但在偽裝和幹擾的雙重保護下“鎖眼”那一端還能洞悉一切麼?
  記:Google Earth於2006年6月9日進行了一次重大的更新,衛星照片數量一下擴大了四倍,也由此引發了圍繞衛星偵察和反偵察的討論。今天就從偽裝和幹擾兩個角度談談。衛星偵察分成像偵察和電子偵察。成像偵察衛星主要在幾百公裡的低軌道,而像美國“大酒瓶”電子偵察衛星及俄羅斯第五代電子偵察衛星等卻都運行在36000公裡的地球同步軌道,是什麼原因?在此高度它所接收的信號強度僅是低軌道的1/5100。 

  華戎(以下簡稱華):軌道越高生存力越強,成像偵察衛星選擇低軌道是無奈之舉。廣泛採用CCD電耦合器件的光學成像衛星其實就是一超長焦的數碼相機,軌道越高拍出來相片越不清楚,另一方面得花大價錢研制更好的鏡頭。電子偵察衛星則不同,它收集的是電磁信號,由於某些輻射信號有突發性的特點,所以最好能保証24小時不間斷監控。高軌道“站得高,看得遠”,具有這一優勢。另外像“大酒瓶”採用了直徑數十米的大口徑碟型天線,偵查范圍很廣,對微弱信號也相當敏感,美國多次用它收集我軍的彈道導彈測控信號。 

  記:但美國“雪貂-D”電子偵察衛星是在極軌道運行的,什麼原因? 

  華:地球同步軌道位於赤道上空,對諸如俄摩爾曼茨克軍港之類的高緯度目標偵察效果很差,所以美國才部署了這種通過兩極的極軌衛星,但需要多星組網才能保証全天時偵察。更早的時候美國還部署過諸如“折疊椅”的大橢圓軌道衛星,軌道高度大致在1 000~30 000公裡之間,但現在地球同步軌道是發展趨勢,“折疊椅”也逐步被淘汰。 

  記:反電子偵察衛星主要靠幹擾,具體講如何進行? 

  華:原理是投其所好。它既然願意搜集信號,那就發更大功率的信號給它,讓它飽和就是了。但不是所有信號都行,要視具體情況而定,不然衛星可以把你的幹擾信號給濾除。比如說要保護己方某新型輻射源的參數和位置,一般可以採用自衛幹擾的方式。對需要保護的弱信號,可以用連續波噪聲淹沒,使衛星偵察不到較弱的輻射源。如果受保護的信號電平較強,就可以使用多部大功率高重頻脈沖幹擾源令敵偵察處理系統飽和,多路信道產生串擾,使電子偵察衛星無法正確提取真正的輻射信號。使用3-5部大功率幹擾站,可掩護數十萬平方公裡的信號泄露。 

  記:如果對電子偵察衛星進行戰略級幹擾,幹擾系統就必須超大功率、超寬頻帶,這樣的系統是否要耗費巨大電力,就像風洞那樣讓一個小城市停電?它是否會使該地區的通信等完全失效? 

  華:它的耗能確是相當可觀的。特別是採用空間功率合成技術的幹擾系統,其接收瞄頻、伺服默跟、發射及冷卻分系統都是耗電大戶。僅從輻射功率峰值來看,大概能頂得上一個幾萬人口的小城全部生活用電了,但考慮天線增益也很大,所以實際耗費功率沒有那麼多。天線增益是說在輸入功率相等條件下,天線在給定方向上的輻射強度與參考的點源天線的輻射強度之比,一般以分貝表示。比如,忽略天線效率損耗時,1瓦發射機加10分貝的天線增益,得到的等效輻射功率為10瓦,加20分貝的天線就是100瓦,加30分貝的天線就得到1千瓦。 

  記:空間功率合成是什麼意思? 

  華:空間功率合成的核心技術是有源相控陣。相控陣大家都熟悉,好比我要做一個兆瓦級的幹擾系統,用單個行波管很難做到,那我就拿100個50瓦的發射管組成一個5千瓦的發射陣列,再加上30分貝增益的天線和移相器就可以使輻射功率達到數兆瓦。對衛星幹擾用兆瓦級的幹擾站就夠了。 

  記:上面說的這個陣列需要佔多大體積? 

  華:一輛車就能裝下了,能到處機動。這項技術的優點很明顯,能夠獲得一般難以達到的超大功率,而且可靠性高,即使一部分管子壞掉系統也能維持工作。當然它的劣勢也顯而易見,功率大、且全系統需要多部車輛一起行動,易成為敵反輻射武器的靶子。另外,現在空間功率合成HF高頻段(100MHz以下)的信號還存在一些問題。 

  至於這麼大的輻射功率會不會影響到己方通信,主要看一個電磁兼容的性能。超大功率的輻射天線,點波束一定要做好。什麼是點波束呢?打個比方,我要到樹林裡打兔子,拿把獵槍就行了,指哪打哪,你要是非端個火燄噴射器去跟小兔子玩兒命,那非把前方的東西都燒著不可。幹擾機也一樣,輻射波瓣寬度要盡可能窄,才不致傷及無辜,能量高度集中,幹擾效果也好。當然,這要求你“槍法”得準,瞄了半天始終對不準衛星也不行,這要看伺服系統的精度了。 

  記:電子偵察衛星和電子偵察機(如EP3-E)的分工有何不同? 

  華:實際上兩者的功能有很大的重疊。但是衛星用於戰略偵察,實時性稍差一些。比如美國“大酒瓶”處理過的信息要先發送到澳大利亞的鬆峽地面站再經海底光纜或通信衛星傳回美國。電子偵察機則兼可服務於戰略和戰術偵察,靈活性強,可以向各級指揮員提供信息,反過來它要受航線的限制。再者戰時大型信號情報飛機(如EP-3E或RC-135V/W)面臨的空中威脅甚大,衛星可彌補這一不足,對偵察機難以深入的地域實施連續監視。還有一點,從對輻射源的定位精度來看,衛星不如偵察機。 

  記:電子偵察機(如EP3-E)主要是偵聽電話還是偵測什麼別的電子信號?它飛經的每一地區都起碼有上百萬部電話在通話,它的計算機如何應付?電話裡即使出現了某一關鍵詞,也會有各種方言口音,美國如何有這麼多的翻譯人才?它的翻譯軟件如何應付? 

  華:它的偵察對象主要是各種通信信號和雷達信號。EP-3E設有6個通信情報監控席位,如果監聽系統截獲到某些關於軍事的關鍵詞,就會立即存入記錄。EP-3E上還裝有目前美國最先進的聲音自動識別系統,是美國國防部專門邀請軍職和文職語言專家,對被偵察國家的語言進行了全面深入的研究後開發出的一套電子監聽系統,只要截獲到對方通話,這套系統能自動濾除雜音,再與聲音數據庫對照,查明通話者身份(尤其是高層領導人),從而判斷出該情報的價值到底多大,甚至可進行電子欺騙,用相同音色篡改通信內容。一名美國情報官員曾表示,近幾年它的功能還在不斷完善,監聽人員甚至可判斷出被監聽者是否感冒了。對於不是針對性的線路(如軍線),如民用線路中冒出軍事內容的通話(比如兩發燒友之間的),它不會感興趣。 

  記:EP3-E可發送仿冒的領導人聲音,被偵聽國家是否也可發送仿冒的領導人聲音去欺騙EP3-E?或在戰時領導人和指揮員通信時直接談論假內容? 

  華:所以電子偵察機只是手段之一,需要各種情報手段配合。至於各種口音的識別手段,則不僅是翻譯問題。人耳只對頻率和幅度敏感,而電子偵察機上的設備會從各種方言語音的相位和其它一些要素中提取出共性的東西,這些識別點我們平時不太注意,也就是說我們聽到的不見得是它聽到的。微軟的語音輸入軟件可有限區別中國南方人和北方人的口音,EP3-E的識別能力要高很多。


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