03.01 大範圍的海洋監視有多難?

大範圍的海洋監視有多難?這兩天講衛星講海洋監視,講的有點多。不過看到大家還很感興趣,而且之前有些事兒還有些沒說明白,所以今天還是接著跟大家說說這個話題。

海洋監視的歷史很悠久,最初主要是靠人力情報,而監視的對象也不是針對大範圍的海域,主要是針對一些重點目標。比如說港口某些重點的船隻和艦隊,監視的內容包括它是否出海,目的地是哪裡,去幹什麼。

甲午戰爭當中,北洋水師在大東溝海戰當中慘敗,其中一個重要的因素,就是日方獲取了北洋水師出海的情報。到後來技術手段開始運用上來,那麼主要的是對無線電的監聽和定位。這時候無線電監聽定位獲得的也是一些相對不確實和零散的情報。所以後期要做大量的情報分析,基本上屬於我猜我猜我猜猜猜的模式。

大範圍的海洋監視有多難?


真正使用衛星進行大範圍海域監視,還是在冷戰時期,但是和一般人想的不一樣的是,那個時候的海洋監視用的並不是普通的光學偵察衛星,因為光學偵察衛星監視大面積海域的效率太低,時效性也太差。有點像用手電筒在黑暗的籃球館裡找一根針,所以當時美蘇用於對海洋監視的衛星是專門的一類,叫海洋監視衛星。

在這類衛星上,美國和蘇聯走了兩條技術路線。美國的技術路線是傳統的無線電監聽定位的路線,相當於把無線電監聽定位臺放到衛星上,監聽到無線電信號之後,幾顆衛星一交會定位,就可以確定這個信號發出的位置。

大範圍的海洋監視有多難?

而蘇聯走了另一條技術途徑,那就是雷達型的海洋監視衛星。雷達型海洋監視衛星實現起來很難,因為雷達要消耗大量的電能,單靠電池帆板,能量不夠,所以當時蘇聯發明了一套核動力衛星的裝置,也就是用星上的核反應堆為雷達提供能源。當年還有一顆這樣的衛星,因為壽命終止掉到了加拿大,核反應堆是有核汙染的,所以當時引起了不小的風波。蘇聯還給加拿大政府賠了一筆錢,顯然蘇聯的這種辦法屬於簡單粗暴,不是好辦法。

大範圍的海洋監視有多難?

但蘇聯人為什麼要走這條路,有他的苦衷。因為蘇聯人當時攻擊美國的戰艦主要靠遠程的重型反艦導彈。要想為這些導彈提供目標的射擊諸元,精度和實效性要求都很高。而美國人主要靠航母艦載機和潛艇來攻擊,只要為發射平臺提供一個相對粗略的位置,具體位置可以由平臺自己去搜索確定。所以對精度和時效性要求較低,用無線電定位也就夠了。

但是無線電定位也有無線電定位的麻煩,畢竟無圖無真相。你收到的只是一個無線電信號,下面是哪條船,是什麼船,還需要靠其他的輔助情報加以綜合分析,包括聲吶的聲學的信號情報,甚至包括一些人工的情報。所以美國每年都要花錢,從新加坡購買通過馬六甲海峽船舶的通行情況的情報,把這些情報彙總起來,通過後臺的大數據的情報分析,得出一個結論,這就是能夠在大屏幕看到的那張全球的船舶在海上分佈的圖。顯然這是一個進化版的我猜我猜我猜猜猜。這種模式要想對大範圍海洋監視最大的難度不在於獲取初期的信息,而在於對海量的信息加以彙總分析,在短時間內得出分析的結論,也就是說難在情報信息的彙總分析上。

大範圍的海洋監視有多難?

馬六甲海峽船舶通行

今天的情況又發生了一些新的變化,靜止軌道的光學偵察衛星的出現,使得光學衛星監視大範圍海洋成為可能,效率也極大的提高。但是這個技術的門檻很高,因為要想在36000公里的高軌道實現足夠的分辨力,這個是很難的事情。而且光有這一種衛星也是不夠的,因為到了晚上你就需要用紅外光譜來進行監視。碰到雨霧雲的天氣,你還要有雷達衛星加以配合。所以並不是說一星就能解決所有問題,哪怕你的分辨率已經達到了能在航母甲板上數飛機的程度,也需要有一堆其他的衛星加以配合。而且這些衛星獲取的數據同樣也有快速下傳、快速分析的需要。好在海洋背景相對比較乾淨,所以為人工智能進行數據處理提供了可能性。

大範圍的海洋監視有多難?

靜止軌道光學偵察衛星

另一個技術途徑就是使用大量的小衛星,低軌道的小衛星組成星座來實現對大面積海洋的實時監控,這種方式的技術門檻就要低得多了。但是要有較強的航天發射能力,發射同步軌道的光學偵察衛星,對發射能力的要求是質量要高,也就是你要能把大載荷打到同步軌道上去。而這種小衛星星座對於航天發射能力的要求是量要足,你要把大量的小衛星撒到天上布成星座,而且這種小衛星的星座模式,同樣也有海量的數據需要快速的分析處理,否則情報的實效性就會受到影響。所以說即使到了今天,不管用什麼方式,你想對大面積海域乃至全球海域進行實時性的監視的話,難度依然是不小的。

當然可以採用相對簡化的方式,就給監視的目標設一個門檻,我只監視對我最重要的目標。比如說我只看大船,這樣就可以把工作量大大的簡化,實效性、可靠性和精度都可以大大提高。當然這種方式對中國是可取的,但對美國來說又顯得不夠用了。畢竟人家要稱霸整個海洋,不僅要看大船,中船小船也要看,所以同樣的一個問題,對不同的需求,難度的差別也是相當巨大的。


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