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电子侦察卫星电子侦察卫星 解放军理工大学 文/姜自森 李伟解放军理工大学 文/姜自森 李伟 鑫诺卫星公司 文/汪鸿滨 鑫诺卫星公司 文/汪鸿滨 电子侦察卫星又称电磁探测卫 星，是保密级别最高的卫星，也是 获取电子情报的重要手段，尤其在 快速作战决策方面，更是有其独特 的作用由于电子侦察卫星可以 不受地域或天气条件的限制，大范 围、连续性地长期监视和跟踪敌方 雷达、通信等系统的传输信号，从 而及时获得其军用电子系统的性 质、位置和活动情况以及新武器试 验和装备信息，了解敌方军队的调 动、部署及战略意图，所以，它已 成为当代情报侦察中必不可少的手 段 电子侦察卫星可分为普查型和 详查型两种普查型的扫描范围可 达2000km左右该种卫星能监视大 面积地区，测定辐射源的位置和 粗略地测定电磁信号的工作频段等 参数详查型卫星能全面测量电磁 信号的各种参数，测定辐射源的位 置 电子侦察卫星依据轨道高度可 分为低轨电子侦察卫星和高轨电 子侦察卫星，其中低轨卫星比照 相侦察卫星轨道要高，通常离地面 500km左右静止轨道电子侦察卫 星所接收的地面信号是低轨卫星的 1/5100左右，所以必须采用高灵敏 度的大型接收天线，故又称其为 “大天线伞”。

电子侦察卫星的轨 道为圆形或近圆形，为了增大对地 球的监视区域、减少阻力、延长寿 命并兼顾定位精度的需要，其轨道 平面的倾角都较大，轨道高度大多 在300～600km，有的高达1400km， 也有的部署在地球同步轨道上卫 星轨道高度的选择主要取决于其所 担负的特定任务和星上设备的性 能 电子侦察卫星依其功能侧重的 区别，可分为破译信息内容的通信 情报侦察卫星与了解通信、雷达信 号电子参数的电子情报侦察卫星 电子侦察卫星按照定位方法可分为 单星定位制电子侦察卫星和多星定 位制电子侦察卫星 1 有效载荷、性能指标和特点 电子侦察卫星根据其应用的特 定要求，具有相应的性能指标、有 效载荷和特点 1.1 电子侦察卫星的性能指标 （1）电子侦察的针对性一般 来讲，电子侦察卫星执行的侦察任 务都具有一定的针对性，对有些国 家和地区需要进行重点侦查卫星 的飞行轨道将影响其侦查的针对 性在重点侦查地区，一般卫星在 其上空位置相对较高，飞行时间较 长，能够获得更多的信息而在非 重点地区飞行高度相对较低，越过 其上空的时间较短； （2）大天线、高精度、高侦收 率的电子侦察能力电子侦察卫星 的核心部件就是其接收天线，它的 性能直接决定了卫星侦察截获信号 的能力。

卫星上的信号处理能力也 是十分重要的指标电子侦察卫星 一方面要求能够同时接收和处理成 千上万个信号，另一方面要求能够 识别出小信号，这对卫星上的接收 处理单元提出了很高的要求当信 号流的密度很高时，如果仍要求保 持较高的侦收概率，则需要采用服 务时间较短的高速侦察处理系统； （3）多信号形式的适应能力 空间电子侦察任务的困难之处，除 了信号流的密度很高以外，还在于 信号形式的复杂多变性电子侦察 卫星上的接收机要能够识别和分析 不同形式的信号； （4）全天候、全天时长期连续 的侦察能力电子侦察卫星的侦察 不能因为天气的好坏而受到很大影 响此外，侦察的连续性也是一个 很重要的性能指标为了保持侦察 的连续性，避免或减少“侦察空 白”，电子侦察卫星常常采用星座 或者编队飞行的方式实行侦查； 5656 SATNET.COM.CN 2007.04 （5）侦察信息的实时性侦查 信息能否实时地传到地面直接影响 到信息的利用价值要想做到实时 转发，可采用星际链路和中继星来 达到目的； （6）抗干扰能力电子侦察卫 星的抗干扰能力的强弱也直接影 响了其侦察能力的大小 一个很 容易被干扰的侦察卫星在遇到干扰 时，就不能有效地执行侦察任务； （7）定位精度。

决定目标定位 精度的误差有下列3种类型，一是 决定卫星空间位置的误差，二是 决定敏感轴（天线电轴）方向的误 差，三是其它误差电子侦察卫星 减小这3个方面的误差，提高定位 精度也是性能的一个重要的方面 1.2 电子侦察卫星的有效载荷 电子侦察卫星有效载荷主要包 括用于接收电子信号的大型天线， 用于转发信号的小型天线，通信、 电子侦收和定位设备，数据处理 以及传输转发设备大型接收天线 和电子侦收设备是电子侦察卫星的 接收部分，负责截获各种类型的信 号数据处理设备和定位设备是电 子侦察卫星上的信号处理部分，主 要用来对截获到的信号进行分析、 处理，从而得出相关的信息传输 转发设备以及转发信号的小型天线 是电子侦察卫星的信号转发 部分，负责将星上的处理结 果传回地面或传给其它相应 的接收装置，以便对分析所 得到的信息进行进一步的利 用 1.3 电子侦察卫星的特点 （1）轨道特点：电子侦 察卫星的轨道为圆形或近圆 形为了兼顾定位精度和卫 星长期工作的要求，单星定 位制电子侦察卫星的轨道高度一般 在400～500km多星定位制电子侦 察卫星的轨道高度一般在1000km以 上，有利于长期监视大面积地区； （2）控制特点：电子侦察卫星 采用单星定位时，为了达到较高的 定位精度，要求卫星姿态的控制精 度达到0.1～0.2。

采用多星定位 时，卫星姿态的控制精度可以降低 一些，但是卫星需要增设轨道控制 系统，以严格保持两颗卫星之间的 距离； （3）电子侦察设备：卫星上的 电子侦察设备由天线﹑接收机和终 端设备组成，工作频段在80MHz至 37GHz范围内单星定位时，天线 可以选用窄波束扫描天线﹑多波束 天线或比相比幅天线多星定位时 对天线的要求较低侦察接收机在 大量密集的电磁信号环境中工作， 必须对复杂信号有很高的分选能 力，可选用扫频接收机或多路接收 机，一般多用后者终端设备需要 处理大量的信号它的设计有两种 方案：一种是把收到的信号实时转 发，这要求在侦察区域附近设置地 面接收站；另一种是把侦收到的信 号经预处理后存贮起来，待卫星飞 经预定的地面接收站时再转发，这 要求在卫星上装有大容量存贮器 2 典型的电子侦察卫星 现在典型的电子侦察卫星主要 有美国的“水星”、“顾问”，而 第五代电子侦察卫星业已揭开神秘 面纱 “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 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 “顾问”卫星是美国中央情报局 的地球静止轨道电子侦察卫星，用 于截获电子情报。

电子侦察卫星现 正从低轨道向高轨道和地球静止轨 道发展，这得益于星上侦收机灵敏 度的提高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 “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 的设计理念研制的，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 表1是美国历代电子侦察卫星 SATNET.COM.CN 2007.04 5757 的类型及运行轨道 3 关键技术 电子侦察卫星的关键技术主要 有超大型天线技术、综合化集成化 技术、星上信号处理技术以及定位 技术等 3.1 超大型天线技术 电子侦察卫星又称大天线卫 星，大椭圆轨道卫星一般采用伞状 天线，技术难度在于肋条的展开精 度静止轨道卫星采用网格天线， 在网格节点上装微型电机，保证天 线的机械均匀性和微波特性高性 能侦察卫星天线要求直径高达100m 左右，携带这样大型天线的卫星的 发射难度较大，当天线折叠起来仍 不能收藏于运载工具之内时，则需 将天线分成若干部分，分批送入轨 道后再在卫星上利用空间机器人装 配成完整的天线，这类天线称为空 间组装型天线。

大型天线的收拢、 展开、变形处理等技术难度很大， 可以探讨利用小卫星群组成分布式 天线来解决以上问题 表2列出了美国的一些电子侦 察卫星的天线情况 3.2 综合化、集成化思路 过去的侦察卫星大多采用单星 模式，这对于侦收移动部队的微弱 通信信号以及为移动式导弹配置的 雷达信号有一定困难，为此提出 “集成化过顶信号侦查结构设施 （IOSA）”，目标是消除电子侦察 盲区目前，比较热门的综合化、 集成化技术是卫星编队飞行技术， 它能够加强电子侦察卫星的综合 化、集成化程度 3.3 星上信号处理技术 电子侦察卫星的发展趋势是越 来越重视星上处理能力为了实现 卫星传输的信息能够直接利用的目 标，对星上信号的分析和处理能力 提出了很高的要求由于卫星上有 效载荷的高可靠性要求以及对大量 侦收到的信号的海量数据处理的工 作量和复杂度，有效的星上信号处 理技术仍是目前电子侦察卫星的一 个难点星上信号处理主要有两个 方面：一方面是对截获的信号分析 其通信体制和信号特征，并对信号 源进行定位，以便指导下一步的监 听、干扰和精确打击；另一方面对 截获的信号进行内容破译和筛选， 以便获得有用的通信 情报 3.4 定位方法 电子侦察卫星的 定位方法有两种，一 种是单星定位法，另 一种是多星定位法。

单星定位有两种 方法：一种称为测角 定位法，通过测定卫 星—辐射源联线与卫 星—地心连线的夹角 来定位；另一种称为 测向交叉定位法，利 用卫星在两个不同位 置上测定辐射源的方向，然后交叉 定位 交叉定位的过程是由于卫星飞 经每个侦察覆盖区的时间是准确已 知的，利用侦察卫星接收到目标信 号的到达时间、卫星的姿态数据和 接收到目标信号的辐射方向，推算 出侦察对象雷达等电子设备的方 位单星定位要求卫星姿控达到 0.1～0.2度的精度美国电子侦察 卫星基本上都是采用的单星测向交 叉定位法 多星定位也称时差(距离差)定 位一般使用3～4颗卫星定位，先 测定电磁信号到达两颗卫星的时 差，也就是测定辐射源至两颗卫星 的距离差，这样就可以建立一个 以两颗卫星所在位置为焦点的双曲 面同样可以建立另一个以两颗卫 星所在位置为焦点的双曲面然后 根据这两个双曲面与地球表面的交 线来确定目标位置多星定位比较 适合于大面积地区的监视单星定 位和多星定位已经达到几公里的定 位精度定位方法不同，对卫星设 计提出的技术要求也不相同 5858 SATNET.COM.CN 2007.04 表1 美国历代电子侦察卫星一览表表1 美国历代电子侦察卫星一览表 4 电子侦察卫星的发展趋势 电子侦察卫星的发展有以下几 个趋势。

（1）电子侦察卫星部署从低高 度向中高度以及静止轨道发展，由 单星工作向多星组网发展卫星部 署得越高，地面覆盖面就越广电 子侦察卫星特别是具有对遥测信号 和通信信号监听任务的卫星，向静 止轨道发展，这样只要使用3颗卫 星即可覆盖全球，如能与中继卫星 配合，可以大大提高监视电子目标 的实时性； （2）信息处理从地面向星上发 展若想取得战争的主动权，必须 对来自空间的信息准确及时地吸收 和利用，尽量减少观察、判断、决 策和行动回路的时间，对卫星的自 主性和星上处理提出了要求随着 大规模集成和微处理技术的发展和 应用，星上终端设备将担负起愈来 愈多的信息处理任务，卫星只需把 处理结果发送回地面星上处理能 力的加强，尤其是智能处理技术的 应用，将为今后战场直接使用卫星 传输的信息打下基础； （3）卫星任务从单一型向综合 型方向发展，生存能力从无抗毁能 力向自卫防御发展随着科学技术 的发展，多源信息数据融合智能技 术的开发应用，发展综合型侦查卫 星更有利于提高情报的质量，减少 空间费用的投入在现代电子战 中，只提高卫星的工作能力是远不 够的，还须有一套自我防卫措施； （4）航天力量由支持战略任务 向战术任务应用转变。

海湾战争 后，前苏联解体，冷战结束美国 的军事战略由原来的“核威慑”转 变为“打赢局部战争”，军用卫星 由支持战略任务向战术任务应用转 变，把。