从乌克兰战事看“即时遥感”与现代战争

文 | 肇启明、李龙龙、盛琳（航天海鹰卫星运营事业部）

一、卫星遥感在现代战争中的必要性

2月底爆发的俄乌冲突日渐焦灼，影响不断扩大，国际社会各界对冲突现状关注也日益增加。

据arstechnica网站3月2日消息，乌克兰副总理兼数字转型部长米哈伊洛·费多罗夫（MykhailoFedorov）在寻求乌克兰战区实时遥感数据的信件中明确提出，希望商业卫星运营商“向乌克兰武装部队提供实时高分辨率卫星图像，向乌克兰武装部队提供实时SAR卫星图像”。乌克兰希望通过SAR卫星数据获取有关俄罗斯军队和车辆动向，帮助乌克兰军队及时作出反应。

美国科罗拉多州私人卫星公司MaxarTechnologies从数周前就开始发布乌克兰热点地区的卫星图像。俄乌冲突正式展开后，该公司的卫星图片更是大量出现在网络上。由于乌克兰的空域已被限制，没有民用飞机飞行，不再有空中拍摄的图片，Maxar的卫星图像立刻变得炙手可热，成为网友、记者了解分析乌克兰冲突情况的最佳工具。

2月27日，我国商业卫星“海丝一号”获取乌克兰文尼察空军基地图片，经解译分析研判后，发现文尼察空军基地的跑道遭受火力打击。该基地原跑道全长2500米，在遭受火力打击后跑道的有效长度变为1600米左右。

遥感信息作为空间军事信息保障，已成为现代化的一项重要内容，对于现代军事斗争的重要不言而喻。人们把航天侦察称之为“情报之源”、“战略核力量的组成部分”、现代战争的“神经中枢”和战争舞台上的“克星”。

回顾遥感军事应用的历史，1960年8月11日，美国在历经多次失败后，首次将航天遥感胶片回收成功。遥感图片一举揭露了美苏导弹差距——把美国中央情报局估计的苏联已部署洲际弹道导弹数量，从400枚核准为14枚。遥感卫星的侦察能力令决策者、军界惊叹不已。

冷战时期，美苏两国争相开始对地球的外层空间进行军事利用，围绕地球轨道运行的卫星、空间站、航天飞机及其他航天器，都被频繁地赋予军事任务。苏联解体后，随着航天基本技术的日臻成熟，世界航天开始从太空竞赛和太空军事化，向全面推动社会经济发展和军民融合发展转型。

已经发生的几场高技术战争证明，现代战争为卫星遥感的应用提供了更加广阔的天地，卫星遥感军事应用的广度与深度都提高到一个新阶段。

随着市场需求的增加和遥感技术的提高，为了更精确和更快速地进行遥感观测，获得具有可靠性与时效性的遥感数据，遥感技术高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率的“三高”新特征已经越来越明显。

目前，国内外大部分遥感星座集中解决了遥感高空间分辨率问题，但为实现特定场景作战的实时特殊需求，具有较强的紧耦合性。

一方面，遥感卫星系统受到数据传输弧段及地面测控与数据接收范围的限制，导致定制化遥感数据服务时限最快需要24小时。

另一方面，在云雨天气频发地区，光学遥感卫星数据获取困难，分开规划光学和微波遥感卫星星座设计，不具备协同对地观测能力，影响遥感卫星应用拓展。

因此，构造高时间分辨率、弹性抗毁的大型遥感星座，实现多源遥感数据的高频次获取、传输和处理分发，将极大地丰富侦查信息源，帮助现代战争取得胜利。

二、卫星遥感在现代战争中的应用现状评析

（一）卫星遥感在现代战争中的应用场景

1.军事目标侦察

军事目标侦察包括军事目标捕获、定位、监视、判读、预警等。是目前最为有效、最为安全，同时又是最可靠的侦察手段。

大视野的卫星遥感图像在军事目标侦察中独具优势。通过目标判读识别和情报分析等过程，可以实现军力部署侦察、目标变化分析、战斗力评估、战场态势监视、打击效果评估等军事应用。具体目标侦察包括对目标打击前的侦察、打击中的侦察和打击后的侦察。

（1）打击前：情报侦察

遥感卫星星座可对全球实施全天时、全天候的侦察，可监视核电站、机场跑道、导弹发射井、武器试验场和防御设施等目标的情况，及部队集结和武器部署等军事活动情况；可大范围获取敌方纵深目标的类型、分布和地理坐标等详细资料，从而确定目标的性质、位置、数量，有助于制定军事行动计划。目前利用遥感卫星收集军事目标资料，已成为情报收集的一个主要手段。

在本次俄乌战争中，我国遥感公司通过获取的乌克兰地区卫星遥感影像，利用遥感解译技术，提取出切尔诺贝利核电站、重要机场等重要军事设施。

AirFast平台获取的乌克兰地区影像和切尔诺贝利核电站解译结果（来源：中科卫星公司）

（2）打击中：目标变化分析

侦察目标变化分析是基于同一目标多时相影像的对比分析方法，是目标跟踪监视、分析判断其发展变化趋势的基础，在军事目标部署变化、战场侦察监视、打击效果评估、突发事件和灾害救援等情况下均能发挥重要作用。

在本次俄乌战争中，通过对“海丝一号”SAR遥感卫星于当地时间27日晚获取的一张卫星图像显示，文尼察空军基地的跑道遭受火力打击。

海丝一号获取的乌克兰跑道（来源：天仪研究院）

（3）打击中：重要目标动态监视

利用遥感卫星能发现绝大多数军事目标：火炮、飞机、车辆等单件武器装备，也可密切跟踪战争发展过程中敌我双方的态势和变化。

例如，通过“海丝一号”获取的SAR遥感卫星可以看出，距机场约1公里附近有大规模俄军车队集结。

安东诺夫机场（30.198E，50.601N）（来源：天仪研究院）

（4）打击后：效果评估

打击后,利用遥感卫星对目标进行打击效果评估，这样不仅可减少重复打击造成昂贵的、精确打击武器的消耗，也可在打击未达到预期效果时，组织新的打击，将目标彻底摧毁，并为后续打击行动确定目标。

2.军事测绘应用

军事测绘应用包括目标地区的坐标定位和作战地图获取。

为了保障飞机、潜艇、导弹等重要军用设备的导航误差和远程武器命中精度，利用航天遥感技术开展精确的大地测量，以建立全球统一坐标系统和测制目标地区的地形图，保障决策者了解战区地理形势，掌握战场地形情况，服务部队在作战和训练中正确利用地形以及技术兵器准确定位，充分发挥射击效能。

3.战争潜力评估

战争潜力评估是利用遥感卫星开展战场资源勘察与战争潜力评估。

例如，开战前，利用遥感卫星对交战国的地形、道路、桥梁、电站、冶金、机械、石油、化工、通信、农田、水利等作战支持设施进行勘察、测绘，估算对手的综合实力，从而推算出其在战争中的可持久性，做到知己知彼，争取百战不殆。

4.战时气象保障

影响战争的因素很多，天气就是其中之一。

现代战争都是多兵种联合作战，需要陆、海、空、天、电一体化协同作战。风速风向、降水、温度、海浪及云雾等气象条件对舰艇、飞机等武器装备的性能发挥有较大影响。利用气象卫星对战争发生地区开展风、云、雨、雾等天气准确的预测预报，为部队提供可靠的气象保障，有助于轰炸规划的制订及对卫星拍摄特定目标的时机选择。

（二）卫星遥感在现代战争中的应用短板

1.当前在轨遥感卫星数量“看起来多，用起来少”

近年来，随着国内外多个民、商遥感卫星系统建成，遥感卫星资源短缺、欧美遥感数据源的垄断局面有一定程度缓解。但在军事应用中，远没有到“好用”和“够用”的程度。

通过梳理目前国内外300多颗遥感卫星资源，受空间分辨率、重访周期、过境时间和复杂环境穿透能力的影响，在大部分军事应用场景下，受各种条件制约，这300多颗遥感卫星多数不宜用。集中反映在：

上午卫星居多，下午过境的可用星较少；

以光学卫星为主，缺乏雷达、红外、微光等军事应用需要的载荷；

其次卫星管理分散，效能发挥不充分，缺乏统一的军民应急响应机制，协同观测难度大。

总体来说，客观现状是，可用卫星数量少，在轨卫星缺乏协同、共享与运管机制等，导致在轨卫星在军事应用中效能发挥不充分。

2.遥感卫星的时效性限制了军事应用场景的开发

目前，少数采用地球同步轨道的遥感卫星，可以对某特定区域实现24小时不间断观测和数据实时传输，但由于轨道高度高，这类遥感卫星分辨率较低（分辨率大多在百米级），且造价昂贵。

大多数遥感卫星采用低轨道，如太阳同步轨道等。由于距离地面较低，易于采用低成本载荷实现高分辨率对地观测效果（例如，低轨小卫星实现亚米级的光学或雷达成像技术，已经非常成熟）。但由于低轨卫星与地球处于高速相对运动，在缺乏有效的空间数据传输网络的支撑下，必须依靠卫星地面站进行数据接收。因此，地面站的全球分布组网情况决定了数据接收的实时性。

受建站条件和国际网络通信条件等限制，遥感卫星在军事应用中的数据回传存在极大的延迟（通常是小时级）。同时受卫星重访能力、观测需求冲突和观测条件等限制，对于指定区域的观测频次常以天、周、月计，以致遥感应用总是需要使用过去的数据（存档数据）解决当前的问题。

缺乏即时的遥感数据有效供应，成为遥感军事新场景应用的主要瓶颈。

3.遥感卫星的处理性能制约着军事应用的服务水平

遥感卫星领域，发挥军用侦察能力最主要的目的是为了获取军事情报，而且不断追求及时准确、清晰直观、安全可靠等诸多严苛的标准和要求。民用或商用技术装备应用于军事领域时，同样需要满足这样的标准要求。

但民商遥感卫星在应用层次，多为接收后处理，获取精准情报的周期长；其次对于开展重要军事目标的侦察以及战况评估时，使用自动解译和提取算法生成的基础地理信息产品，仍需经过人工校对与修正，智能化与自动化水平有待提高，缺乏在有限星上能源基础上的实时数据处理能力，难以满足现代战争的军事应用需求。

三、即时遥感卫星在现代战争中的价值效能

即时遥感卫星是指能实现全球任意目标分钟级重访，任意地区遥感数据小时级获取的遥感卫星；一般包括可见光、SAR、热红外、高光谱、微光等多种类型载荷；通常融合了星上智能处理、星间链通信或高轨通信、天地融合的数据分发等多种高精尖技术，打破了原有卫星间的数据共享壁垒，能够实现轨道、传感器、通信等各种资源的综合、高效利用。

即时遥感卫星不仅可以提供一体化的侦察、导航、作战指挥等服务，也可以为海陆空通信、导航、应急救援、气象预报等提供全方位、实时化的保障，使海-陆-空跨维度军事应用服务成为可能。

（一）即时遥感在现代战争中的军事价值

1.精导保障

精导武器作战需要测绘保障信息支援。目前精导武器所需的测绘保障信息，都是在战备阶段常态化制备，周期长，保障效率低。面对未来作战场景的多武器集群打击、多波次打击等作战场景，战前阶段需要对精导武器所需的测绘保障信息实时快速更新，以适应未来战场环境复杂和实时变化的需要。利用即时遥感卫星可提供精导数字图快速更新、建筑物三维模型精细化构建（带纹理）、DSM/DEM自动化快速生产等，使目标三维场景构建上，有多数据源保障的同时，时效性和精度更高，提高远程精打信息保障能力和精导武器作战效能。

2.战场保障

无论是精导武器远程精打，还是军兵种联合作战，需要准确、实时的战场环境和战场态势信息提供支撑。

目前战场威胁情报多以历史静态信息保障为主，战场环境态势更新效率低，尤其对于移动目标的威胁分析较为滞后，无法实时动态更新，基本处于“有态无势”的状态。

在战场复杂环境、目标状态变化和战术临机调整场景下，利用即时遥感的快速侦察能力，准实时更新战场环境和态势变化，为作战指挥员战术部署、战术临机调整、精导武器突防提供决策参考和靶向支撑。

3.目标保障

针对敌军目标的多维特征分析，目前多以仿真为主，缺乏真实可靠的实测数据验证仿真模型。

利用即时遥感搭载的多类型传感器，持续对敌方重点目标进行长期侦察，积累特性数据成果，形成目标多维特征数据集，开展敌军目标的电磁散射、红外等特性分析，为全军精导武器作战提供基础支撑。

其中雷达卫星侦测可用于侦察目标电磁散射特性；高光谱卫星侦察可识别敌方伪装目标，反演目标材质，分析易损部位；红外卫星侦察可获取目标的红外特性。

4.战略预警

目前战略预警存在预警时间长、精细度不够、定位精度不高的问题。

即时遥感利用预警、跟踪和即时数据回传能力，与多域侦察手段相结合，相互支持、引导侦察、信息融合，为战略预警提供要素更加丰富、定位更加准确多源数据支撑。

面对敌方战略轰炸机、导弹武器等重点目标时，除了发现敌方位置，即时遥感卫星能够更加精准地定位目标类型、威胁，分析其作战意图和航迹，实现对战略预警目标的多维认知，决策者可以根据更加详细的预警侦察情报，制定更加准确详细的应对策略。

（二）即时遥感在现代战争中的效能分析

1.实时传输，侦打一体

实时战场信息是军队实施作战行动的先决条件，利用即时遥感准实时、广覆盖、多载荷、多谱段、高智能等优势，结合其他侦察手段可以把当时获取的情报，实时或近实时地传输给指挥中心和武器打击系统，将即时遥感卫星应用服务和远距离、高精度、大威力的毁伤兵器集成于一体，在对目标进行侦察的几十分钟甚至几分钟后，可将制导武器导向目标，大大缩短了侦察、决策与打击的反应时间，实现了从传感器到射手的无缝链接，保障军事侦察与作战。

2.全时运转，多谱截获

即时遥感卫星军事侦察手段具备了全天候、全天时、伪装识别和实时传送的侦察监视能力。工作人员可在室内观察卫星覆盖区域的滚动式图像，也可高速录像，实现了对战场态势的即时感知。

雷达成像卫星能够穿透云雾，克服雨、雪和夜暗，即便遇到恶劣天气，仍能清楚监视敌军地面部队的动向，实施全天候的侦察，保证对敌军的精确打击。

在对电子频谱的侦察上，即时遥感卫星搭载的多光谱、高光谱、红外、微光等多类型遥感装置的出现，使军队具备了对电磁波的多频谱截获能力。

3.全维侦察，效能突显

即时遥感卫星在现代战场上，可发挥全维部署的优势。不仅从不同空间、不同视角监视战场的每一个行动，避免“透视”上的死角，而且还可以做到与其他侦察技术手段取长补缺，互为补充，互为认证，增强战场的侦察能力，从接收到的全方位、大纵深的情报信息中分析情报的真实性。

在固定和移动多维目标侦察方面，利用即时遥感卫星可快速访问全球任意目标点的特性，对陆上时敏目标、陆上固定目标、海上移动目标开展动态的目指信息以及长时间持续跟踪监视，一旦任意卫星探测到目标，通过低轨卫星星间链或高轨通信，加上星上智能数据处理与天地融合的网格化数据分发手段，实现数据快速回传，可达分钟级的快速重访效能，满足军事应用的快速响应和遥感图像“即拍即得”。

四、展望

随着人工智能、人机协同、大数据等技术快速进入战场，以及卫星空间分辨率和重访能力的迅速跃升，未来复杂战场背景下，新一代武器装备将对遥感数据需求必将产生爆发式的增长。因此，统筹军民卫星资源，构建几百甚至上千颗卫星的天基实时监测系统，对动目标和战场环境的即时动态监视将成为军事应用的主流发展趋势。军事情报服务在其未来发展中，将把运用自动化与人工智能技术，拓展数据源、丰富即时军事应用产品作为发展重点，以更低的成本、更短的周期提供智能军事服务，以补充、保障和满足军队在现代战争中对卫星遥感的能力需求。