第7册侦察与目标截获系统[完]
第7册 侦察与目标截获系统 [英] A·L·罗杰斯 I·B·R·福勒 T·K·加兰-科林斯 J·A·古尔德 D·A·詹姆斯 W·罗珀 著 序 言 借助于微电子学的进展，近年来在低能见度条件下和夜间的侦察与目标截获能力跃进了一大步。本册内容包括 光学观测、图象增强、红外线热成象、雷达及激光等实用科学技术，还介绍了这些技术在战场上的应用。 什里弗纳姆 1982年11月
杰弗里李
第一章 概 论 引 言 侦察(或称监视)是每个人都熟悉的词，恐怕没有一天在电视节日上会不出现警察或特工人员搞侦察活动的主题 。在发现用“电子窃听”装置搞阴谋活动而爆发“水门”事件时，这一主题成了头版头条消息。就军队而言，需要 的是尽早了解有关敌方部署与企图的情报，从而以最佳方式配置兵力来对付敌方的威胁。从全面战争的角度来看， 只有尽早地做出反应才能在最大范围内发动总体的消耗战。因此很有必要发展全面的侦察能力，以提高目标截获的 精度，从而对目标展开攻击。
侦察在词典上的定义是：“进行严密观察、监视”；但在本书中贯彻始终地沿用这样的定义：不间断地(全天候 ，不分昼夜)、系统地监视战场，以及时地提供战场情报所需的信息资料。需要的是不间断的、全天候的和及时的情 报，这实际上也意味需要远距离情报，因此这是对现代技术的挑战。
本章将探讨提供全面的侦察与目标截获系统时所遇到的问题，并梗概地介绍解决这些问题的技术措施。 定 义
在术语汇编中有许多含意雷同的术语和定义。但专门术语的一致性很重要，只有这样才能保证对性能规格有明 确的理解，不致造成一词多义，模棱两可。
不论是哪一级指挥员，其基本要求都是获取战场情报。指挥员需要了解的情报是敌情、天气及地理特点，为他 制定作战方案和指挥战斗服务。这种基本要求，无论是步兵分队指挥员还是集团军指挥员，都是同样不可缺少的。 这两个级别差别甚大的指挥员，其要求的主要区别只不过是他们对敌人侦察的纵深要求不同而已。当然，集团军指 挥员想要了解的是敌方阵地纵深后面敌人的企图如何；而分队指挥员所需了解的则是在其阵地之前几百米内将出现 的情况。因此，确定一个指挥员的“关心地域”与“影响地域”是很重要的。
在划定这两种地域时，较困难的是划定指挥员的“关心地域”。这一地域包括对完成战斗任务可能造成危害的 敌战区在内。这差不多可以包罗一切地方了，但通常是按与指挥员同级的敌方指挥员所掌握的预备队来推算。因此 ，师长关心的是当前华约师的第二梯队团的展开及其企图，其配置纵深可超过战斗地域前沿约150公里；类似地集团 军指挥员的关心地域为敌集团军第二梯队师的配置地区，其纵深可达200公里。
至于“影响地域”则较易确定，用最简单的话说就是指挥员可承担的火力区。对分队指挥员，这只是几百米内 的地区；但对集团军指挥员，则是地对地导弹系统的最大射程，很可能要超过 100公里。表1列出北大西洋公约组织 现有武器的一般性能及与其相关的“影响地域”与“关心地域”：
表1中引用的射程并非具体武器系统的射程，只是大多数现代陆军几种同类现用装备的典型射程。这些数据对于 侦察和目标截获系统提出了基本要求，因为指挥员掌握的侦察系统必须覆盖他的关心地域，否则他将象近视的拳击 手一样，在不利条件下作战。同样，目标截获系统的作用距离也必须与武器的射程相适应。如果由于潜在目标位于 目标截获系统作用距离之外，因而远程武器的射程不能充分利用，则耗费许多财力配备远射程武器是毫无意义的。 表1 相应于武器系统的关心地域与影响地域 确定了侦察与目标截获的基本要求后，有必要从总的方面考虑怎样搜索到一个具体目标。目标截获分为四个阶 段：
——发现；
——识别；
——看清；
——定位。 发现
发现是指对潜在目标的发现。它之所以能被发现，在于目标与其背景之间的反差，或者目标与周围环境有不连 续征兆。观察员的反应是“那里有什么东西”。 识别
识别是确定目标的类别。例如观察员的反应是“这是一辆坦克”。可从目标的外观或运动特征来识别。目标外 观的特点对于识别和看清都很重要。例如，不是车轮而是履带，一般就表明是
装甲人员输送车、自行火炮或坦克，而有没有炮塔和火炮又能帮助我们准确地判明它是哪种车辆。目标的运动特征 也有助于识别目标，例如它采用的战术行动、它的位置和运动方向等。也许要花费一些时间才能辨认出目标的运动 特征。在发现目标之后，往往还要再经过一段时间才能加以识别，这是很自然的。试验表明，用肉眼发现目标与识 别目标的距离之比是6：1。 看清
在目标搜索过程中，看清阶段是为了辨认目标的真实面目。观察员的反应是：“这是一辆T62坦克。”虽然根据 这一辆坦克的特征有可能认出它的国别，或者将它与其他同类装备区分开，但这些特征不甚明显，而且容易模糊不 清——例如坦克上转动中的轮数就很不易看清。只有对目标作精细研究之后才能准确地看清目标。
利用各种标识可减少辨认中的困难，因为有些特征是明显的，很容易辨认，例如呼号、国别标志及飞机识别符 号等。
另一方面也常用一些间接的辨认方法。例如，用口令问答是很通用的方法，它是听得到的；对按既定安排发射 的信号弹或在许多空防系统中采用的电子装置，可用肉眼察觉。雷达一旦发现目标，就由雷达用雷达密码信号询问 ，因为我机装有应答机，能对密码译码后作出回答，故根据回答密码便能表明飞机的身分。这种系统称为“敌我识 别器”。 定位
目标的定位，是指以能满足作战需要的精度确定目标位置。对于直接瞄准武器，目标定位还是件比较简单的工 作；但对间接瞄准武器来说，目标的定位就要耗费较多时间。二者的区别示于图1．1。
图1．1 目标的定位
在使用直接瞄准武器系统时，直接瞄准武器无论在方位上还是在射角上都是利用瞄准具直接瞄向目标。方位可 由瞄准具精确地瞄准，距离则须在测定后再赋予相应射角。测距可采用多种方法，但由于激光测距机的出现，这些 方法中的大多数已显得过时。其中最基本的方法是距离目测估计法，用不用地图均可。用视距测距法测距时，以镜 内分划线即可测出已知其高度或宽度的目标的距离，这种测距系统仍然在T54型坦克中应用，且在豹式坦克中作为备 品。用主炮发射试射弹也可测距。但这种方法很慢且易暴露自己，在现代武器系统中均已淘汰。在此基础上发展的 一种方法是利用试射机枪，现已广泛地在英国的坦克与反坦克炮上应用。光学测距机有多种不同类型，其中的体视 测距机仍在应用，但M60与AMX30型坦克则愿使用合像式测距机。雷达有理由成为一种重要的侦察系统，因为大多数 雷达系统都能精确测定目标距离。但近十年来激光测距机的出现，使得其它类型的系统在这一领域的发展相形见拙 ，因为激光测距机操作简便且精度很高。
在间接瞄准射击系统中，由于目标与武器之间不通视，故目标定位问题相当复杂。观察员可利用与直瞄武器相 同的方法以本身位置为基准对目标定位，但为要将这个目标位置数据传给火炮，则不但要以所需精度确定火炮阵地 位置，还要确定观察所的位置。
常规的地图定位，其精度不能满足野战炮兵的要求，因此还需要使用定位设备。
在某些制导武器系统中，当目标被截获到后，对导弹与目标的位置均能连续地自动监控，因此导弹的飞行轨迹 能自行修正以命中目标。为实现此目的可采用几种方法：光学、红外或雷达等，在有些系统中还综合应用这几种方 法。 用于侦察及目标截获的技术手段 人的感觉
目标之所以被人察觉，是因为它在构造上或在战术动作中能显示出它固有的特征。在最简单的情况下，人们可 以通过五种感觉功能来发现与识别。例如对坦克，能通过视觉和听觉来发现和识别，又可经过训练根据所见到的外 形予以“看清”。还可以从坦克发动机和传动与行走机构发出的噪声判明其属于何种型号。坦克还排出废气，因而 可以嗅到，但有效距离一般都很短。至于触觉与味觉，对于发现敌人装甲目标是无能为力的。 目标的能量辐射
几个世纪以来人们利用单筒与双筒望远镜或其它类似器材扩大了自己的感知范围。由此认为借助于适当的器材 ，同样有可能通过地面振动和地球磁场的扰动来发现并识别坦克，进而还可能从坦克目标放射的天然射线(坦克是红 外辐射)或从其辅助设备 (如无线电台与探照灯)的辐射发现和识别目标。目前最通用的方法就是利用电磁辐射来发 现目标。这些方法还可按不同的辐射源再行分类。
目标辐射的频率范围很广。物体是必然要产生辐射的。因为只要物体温度在绝对零度以上，就会辐射能量，这 被称之为黑体辐射。大多数军用目标的辐射属于红外辐射，但有些辐射能量属于微波频谱，这可用以发现飞机等类 目标。红外辐射用于热成象及红外行扫描等系统中。还有些电磁波是目标在作战使用时才产生辐射的，例如可见光 与红外辐射，无线电台与雷达的发射波等。 反射能
从外部能源辐射的能量碰上目标会被目标反射回来，而太阳辐射的能量，大部都在可见光谱范围。利用这一原 理，可以用各种光学系统探测从目标反射回来的光线以发现目标，平时人眼也是依靠这种方式才得以看见东西。还 有一些射线在光谱的近红外波段，象增强器和微光电视系统就利用这些射线。光学系统与近红外系统的性能可利用 人工辐射能予以加强，不论是可见光还是近红外光，都可以用探照灯、照明弹以及类似的手段在夜间对日标照明。 同样，目标还可用雷达的电磁辐射能进行“照明”。 其他技术
尽管目前在陆地使用的系统中大部分研究工作集中在利用电磁效应探测目标，但对利用其他能量传播方式的兴 趣也日益增长，例如利用弹性波。其主要实例是利用由目标运动或爆炸而形成的地震波对目标进行探测。还有利用 声波的的声测系统也很重要，它主要是用于侦察火炮和狙击手的位置。至于在海上使用，如用于搜索潜水艇，这种 声测方式比在地面还重要得多。
还有很多侦察与目标截获的问题是不能用上述简要介绍的技术手段予以解决的。例如怎样发现隐藏武器和弹药 以及怎样发现在内部保密地点安放的炸药等。在这种环境中必须应用其它的感觉手段和传感器，例如利用警犬的灵 敏嗅觉，或利用废气探测分析装置侦测隐蔽的人员与物体。 主动系统与被动系统
主动侦察系统为照射目标需向目标发射出能量，例如以探照灯、激光器及雷达等。显然，这些手段及其他主动 技术手段都同样会被对方探知而暴露观察位置，对方将会因此而采取反措施。
被动侦察系统(或称无源侦察系统)则不依赖观察人员发射出的辐射能量。因此其能量消耗少且不易暴露自身位 置，但仍然受对方反措施的影响。例如，红外被动导的导弹就有可能被对方飞机(目标)投射的红外照明弹所欺骗。 尽管如此，目前还是要大力强调尽可能用被动侦察系统代替主动侦察系统。 目标截获距离的限制限制因素 发现并识别目标的距离，是受地形遮蔽度(通视条件)、目标特性及气象条件限制的。 地形遮蔽度
大多数侦察器材都需通视目标，但山坡与村舍等天然或人为的遮蔽物会挡住目标。对某些地形条件(如沙漠)， 地形遮蔽度的影响并不明显，但在典型的欧洲西北部环境中，目标搜索距离受地形限制就很大。欧洲西北部的通视 条件示于图1．2，从图可见，良好气候条件下在地平面能通视3公里外目标的概率小于 10％；能通视5公里外目标的 概率小于5％。因此，在地面侦察系统中很少可能使目标搜索距离大于5公里。观察所设在高地能增大通视距离，但 有时能见地带可能无战术意义，而且不可避免地会有死角地带。 目标特性
目标被侦察到的距离是受目标与其周围环境的反差以及目标的物理特性所制约的。
首先，目标是通过比较其自身特征与其背景特征二者之间的差别(即反差)而被发现的。反差越明显，目标越容 易被搜索到。因此，目标与周围环境反差明显，当然比目标与其周围环境混杂时能见距离更远。这就是说，在侦察 器材的工作波长上反差必须明显。如用可见光仪器是看不见的目标，用热成象装置看就可能很清楚。
最影响目标搜索距离的物理特性是目标辐射或反射的能量及其大小。在一般情况下，目标辐射或反射的能量越 大，则发现它的距离就越远。因此，目标的大小及其表面性质是确定目标搜索距离的重要因素，因其表面性质影响 目标的辐射能力或反射能力
图1．2 欧洲西北部的通视距离
图1．3 西德气象能见度(白天)
(辐射率或反射率)。气象条件
光线暗淡显然是侦察中的难题，在黑暗中以可见光侦察几乎是无效的。如当时的照度近似于月光，使用枪、炮 瞄准具或双筒望远镜等简单光学器材能一定程度地提高观察效果，但此时的性能远不如白天，目标搜索距离只有白 天的十分之一左右。即使将利用夜天光辐射的被动式微光器材用于黑夜，其性能也受当时的光照条件限制。在漆黑 多云的夜晚这些器材也不能进行侦察，除非使用人工照明。
恶劣的气候条件经常降低侦察效能。所有侦察设备在不同程度上都受恶劣气候的影响。因为烟、雾和雨都会吸 收目标的辐射，从而降低目标与周围环境的反差。侦察系统受大气影响的程度取决于它所采用的波长。波长越长， 侦察系统越不易受影响。图1．3表明可见光侦察系统的性能受气象条件影响的程度。总的来看大气条件的影响虽不 严重，但在某些地区如低洼地，其影响也是很严重的，尤其在冬天。雷达的工作波长远远大于可见光的波长，故不 易受大气条件的影响。
侦察系统要求能在昼夜24小时工作。在晴朗的白天应尽量采用光学器材，因为它比任何其他形式的侦察器材分 辨率都高，因而其识别与看清的距离更远，观察员判读目标图象也更容易。但光学器材不能用于黑夜，因此要根据 具体环境采用其他器材，例如象增强器、微光电视或热成象装置。而在坏天气，即使应用这些器材效果也要降低， 故需使用有全天候性能的雷达。但雷达的分辨率低，只具有有限的目标识别能力，例如它能告诉我们履带车辆、轮 式车辆与人的差别，但分辨不出不同类型的履带车辆。因此，不可能有全天侯的、昼夜都有好效果的一种完善技术 手段，只能是综合运用各类技术手段。 战场的纵深侦察
用于目标截获的侦察系统应该能对影响地域全纵深充分地侦察，而一般性的侦察，则还要求能覆盖关心地域。 在师一级，这两个侦察纵深分别可达100公里与150公里。显然，这就要求克服地形遮蔽造成的不利影响。要做到这 点有两种简单易行的方式：或是升高侦察器材，或是靠近日标。将侦察器材升高使其高于地下面能延伸视线，越高 则通视率越强。在偏低处看不见在背坡隐蔽之敌，而垂直俯视观察则能提供最佳的视界，如图1．4所示。从观察所 看不到的区域可派遣侦察分队进行侦察或将侦察装置预先设置到死角地区，这种方法通常称为“陆基远程侦察”。 图1．4 用系留平台及飞行器侦察 空中侦察
下面是能用于侦察的各类飞行器，但卫星不包括在内。因为严格地说卫星并不是飞行器，虽然它无疑是获取战 略情报的最重要工具。在能预见到的将来，卫星看来还不能成为全天候的获取战场情报的正规的可靠来源，在这方 面重要的工具将仍然是有人与无人的飞行器。
高性能的有人驾驶飞机能胜任深入敌后进行低空侦察的任务。在目前，由飞机的传感器所获取的信息都记录在 胶片上，只能事后获得充分的应用。实现适时情报传递虽然在技术上是可能的，但目前飞机所得信息一般还不在飞 行时间向地面传送。因此从提出侦察任务到收到情报的时间(反应时间)是要以小时计的。
现代直升机已大大提高了其全天候性能。在白昼它可借助于稳像观察器材及望远镜进行侦察；在黑夜则可用微 光夜视眼镜及微光电视等进行侦察，将来还有可能使用热成象装置。但是直升机是易受攻击的，而且一般不得超越 我方前沿阵地，因此其纵深侦察的能力受到限制。
系留平台或升降杆是一种将侦察器材从地面升高的设备。虽然曾经试用过几种，但迄今无一成功，因为风力使 其不稳是一严重问题。
无人飞机是沿预定航线飞行的不载人飞行器。与载人侦察机一样，它也是将所获得的信息记录于胶片上供事后 分析，但在飞行中可向地面传送情报。无人机比较不易受攻击，而且反应时间相当快，但有一个主要缺点：机动性 差，它一起飞即无法改变航线。现代无人驾驶飞机可超越我方前沿50公里在敌后侦察。
遥控飞行器也是一种不载人飞行器，其航行路线受控于地面站或机载控制器。它比无人机更为灵活，因为其侦 察用传感器能自动监测，而且能按控制人员要求变化航路，完成控制者下达的任务。它是一种适宜于飞临目标上空 ，以光电器材为炮兵校射的飞行器。由操纵人员控制的遥控飞行器的航行距离会受到地形的限制，因在遮蔽度大的 地形上难以保持通信畅通无阻。另外，遥控飞行器的造价比无人驾驶飞机贵得多。 陆基远程侦察
使用侦察兵、观察所以及敌后小分队等是经常应用的获取敌后情报的方法，各有不同的侦察手段，他们如何活 动属于战术问题，已超出本书范围，但基本上可以肯定他们必须使用自己的侦察装备才能完成任务。近20多年来已 发展了各种遥控地面传感器系统，这种无人系统分为两大类：一种是发现敌军潜入我方后立即发出警报的入侵警报 装置；另—种是自动监测纵深内敌军活动的自动地面传感器装置。
自动传感器系统如图1．5所示。此系统的组成部件是一个或数个传感器、通信线路装置及监测系统。 图1．5 典型的遥控传感器系统
传感器可采用多种技术，如利用地震波、声波、雷达或红外线技术等。最简单的系统至少也得使每一传感器都 有一条通信线路才能进行连续监测。在更复杂的系统中，传感器能自动地分析处理情报并传送给监测装置。
传感器与监测装置之间的通信线路可以是有线也可以是无线，过长的传送线路应设中继站。
由传感器传送到监测装置的情报可以是简单的报声警或目视警报，更复杂的系统则可将情报综合到地图中或以 数字显示，或以自动笔描出轨迹。
小 结 战场监视在获取战斗情报过程中是很重要的一部分，而战斗情报又是指挥员制定作战方案和指挥作战必不可少 的。如果指挥员想使现有武器发挥最大威力，他必需有一个高效能的目标搜索系统。指挥员的侦察及目标搜索系统 的有效纵深取决于其关心地域与影响地域，而这一系统又必须是昼夜24小时连续工作的全天候系统，因此必须采用 若干种不同的技术于段相互补充。这就对技术和经费等都提出了高要求。
自我测验题 1．试述侦察一词的含义?
2．指挥员的关心地域与影响地域，二者间的差别是什么?
3．在欧洲西北部，观察员的最大通视距离通常是多少?
4．主动侦察系统的主要缺点是什么?
5．怎样才能使侦察距离超出视线以外?
6．在侦察系统中雷达是否占有重要地位?
7．在一个侦察系统中采用一种传感器就能满足侦察系统的需要吗?
8．在侦察与目标截获过程中，为什么反差很重要?
9．许多侦察系统利用电磁波，试另举二种可用的辐射类型。
10．在间瞄武器系统中为什么对目标的定位显得更困难? [此贴子已经被作者于2008-4-7 1:17:57编辑过] | 
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2008-1-21 1:37:59
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