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主题:机载数字侦察相机的新发展
发信人: only()
整理人: only(1999-12-02 00:16:30), 站内信件
1999年12月1日
机载数字侦察相机的新发展 
 
现代战争需要数字侦察相机
    海湾战争中多国部队的战术机载侦察系统主要是依赖普通胶片相机,多国部队在40天
内至少处理了400万张胶片。但影像分析人员仔细研究照片,提取出有用的信息,一般要
用一天的时间。因此,战场指挥官只能得到一两天前的情报,这种延迟显然不能满足现代
战场的使用要求。所以有人说,海湾战争敲响了机载胶片相机的丧钟。
    70年代诞生的以电荷耦合器件(CCD)为基础的数字电光相机提供了普通胶片相机所
没有的优点。其一,利用数字数据容易进行影像增强和数据压缩,相机的输出可以近实时
地直接从空中的飞机传送给地面的用户。其二,电光相机光谱带宽为500~900纳米,是胶
片相机(500~700纳米)的两倍,有助于穿透烟雾拍摄,提供更多的欲观察场景的信息,
并可揭示伪装网下装备的特性。因此,海湾战争后,数字侦察相机得到了迅速的发展。


美国的电光相机发展到第四代
    美国在70年代初就推出了采用CCD探测器线阵、以推扫方式工作的第一代机载电光侦
察相机。这种相机随着飞机的向前运动,其探测器线阵顺序扫描航线下的地面,形成影像
。第二代相机引入了采用时间延迟积分技术的探测器阵列,但仍不能采用胶片相机的分幅
工作方式。而且,大型线阵的视场宽,受到所谓的渐变式影像运动的影响,造成离轴区域
的影像畸变。
    CCD探测器面阵的发展促成了第三代相机的出现。90年代初,美侦察/光学公司将CCD
探测器面阵与芯片上前向运动补偿技术相结合,推出了以分幅方式工作的第三代相机——
CA-260系列电光分幅相机。这种相机使飞机能在实施突然跃起机动时拍摄,在1.8秒内拍
摄两帧,覆盖二代相机用12秒才能拍摄的3050米的范围。而且由于从一个点观看整个画面
,因而几何重现精度高,并允许用立体影像精确确定目标位置。CA-260型相机装在F-16飞
机的吊舱中,曾在波黑执行侦察任务。采用25兆像素阵列的改进型CA-260被用于战区空中
侦察系统,装备F-16C Block飞机和出口。标准型CA-260/25相机则安装在组件式侦察吊
舱中。

    正在研制的CA-261型阶梯-分幅相机是第四代相机。该相机采用25兆像素阵列,将芯
片上前向运动补偿技术和远距离倾斜摄影系统相机使用的稳定技术相结合,结果横向视场
比普通扇扫或推扫法可能获得的视场大得多,具有与全景胶片相机相当的水平线-水平线
覆盖能力,每小时可覆盖10000海里的区域。


扩展频谱覆盖范围
    美国还在开发空中侦察用的红外相机。CA-265“太平盛世”红外分幅相机,采用
1968×1968元铂:硅探测器阵列,工作在3~5微米中红外波段,已装在P-3飞机上进行了
飞行实验,拍摄了1万个4兆像素的图像。正在发展的“超大黄蜂”先进侦察吊舱,工作
在电光和中红外波段,可在防区外15~45海里的距离上在中空拍摄高质量的数字图像。美
国海军希望每个像素的地面覆盖范围不大于45厘米,且没有运动模糊。这个要求相当于每
个线对的地面可分辨距离为90厘米,或相当于全国影像判读等级(NIIRS)的 5级。
NIIRS 5级允许辨认无线电台和雷达设施,但仅能发现车辆。提高到NIIRS 6级,将能识别
无线电台和雷达设施,并能辨认车辆。海军研究实验室要求相机的飞越分辨率在可见光波
段为NIIRS 6级,在红外波段为NIIRS 5级。4家公司已投标研制“超大黄蜂”吊舱,目标
是2003年装备F/A-18E/F飞机。
    美国还在评估多光谱和超光谱成像的潜在效益。超光谱成像可从有关波段的大量光谱
通道获得数据。由于泥土、植物、混凝土等地面材料的光谱反射随波长而变化,因而超光
谱成像为目标分类和影像判读提供了附加的信息。美国空军正考虑在U-2飞机上增加超光
谱传感器,补充现有的7波段“老年”多光谱电光侦察系统,形成多传感器敏捷侦察系统
。海军研究实验室按照“黑马”计划,正在P-3飞机上进行飞行试验,演示从超光谱成像
实时提取目标信息和为其他传崐感器(包括激光指示器)标示目标的能力。国防部高级研
究计划局进行的自适应光谱侦察计划,正评估超光谱成像能否成为中空无人机和其他平台
的综合大面积监视系统的一部分。


欧洲国家电光数字相机的发展
    法国汤姆逊无线电光电公司研制的新型防区外侦察吊舱正在进行使用实验。由于尚未
完成数字相机的研制,这个吊舱目前携带焦距610毫米 的胶片型DMS 610相机,不久的将
来,即将增添以CCD为基础的电光传感器、数据记录器和近实时数据链路。法国空军首先
将该防区外侦察吊舱装备两个“幻影”F1CR侦察机中队,以后还将装备“幻影”2000D飞
机。
    英国皇家空军已完成了提高战术侦察能力的一系列计划。研制的“旋风”飞机机载侦
察吊舱,使“旋风”GR.4/4A飞机具有防区外/中空侦察能力,以补充现有低空红外侦察系
统。此外,还与雷西昂公司签定了一项9000万美元的合同,在4年内采购8个容纳DB-110
双波段(电光/红外)相机的机载吊舱和两个地面站。

    德国空军向Daimler Chrysler宇航公司采购37个侦察吊舱和两个地面站,用于更换
”旋风“飞机的老侦察吊舱。新吊舱长4.3米,重250千克,内装两台Zeiss-Eltro光电公
司的中、低空用的普通昼用胶片相机和霍尼威尔公司的红外行扫描器,能在61~610米的高
度使用,其中,前/斜视KS-153 Trilens 80相机视场为153°,直视型KS-153 Pentalens
 57相机的视场为180°。

    丹麦开始引入电光数字相机。丹麦的TERMA电子公司与美国的侦察/光学公司组成联合
体,为丹麦空军提供6个组件式侦察吊舱。吊舱中安装CA-260和CA-261电光相机以及
CA-265红外分幅相机。     荷兰空军仍在使用70年代的“俄尔甫斯”相机吊舱,但在波黑
作战时为了提高中空侦察能力已购买了4个安装胶片相机的组件式侦察吊舱。目前还在考虑
花费1亿美元购买18个新一代侦察吊舱和最多3个机动地面站。新一代吊舱装有中、低空电
光相机,红外行扫描器,侦察管理系统和数据链路。现有的组件式侦察吊舱将用于评估传
感器和数据链路技术,帮助在2000年底作出是否购买新一代吊舱的决定。比利时现使用的
组件式侦察吊舱,安装胶片相机。比利时空军希望逐步提高侦察能力,下一阶段采购
一些300毫米胶片相机,但最终要使用电光相机。

 
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 信言不美,美言不信;善者不辩,辩者不善
 
知者不博,博者不知;圣人不积,既以为人
 
己愈有,既以与人,己愈多
 
天之道,利而不害;圣人之道,为而不争

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