2023年12月30日发(作者：诺基亚x6尾插)

第２８卷第ｌ２期　Ｖｏ１．２８　Ｎｏ．１２　文章编号：１００７—１　１８０（２０１　１）１２一Ｏ００ｌ一０４　美国８Ｘ增强型光学成像系统　付小芳，孙秋燕，冯　恒，唐　勇，唐　宇　（中国科学院光电技术研究所，四川成都６１０２０９）　摘　要：叙述了美国８Ｘ卫星光学成像卫星的研制背景、总体概况、组成、功能、用途；重点阐述了该卫星　的性能参数及轨道参数；并总结了该卫星的技术特点。　关键词：光学成像系统；功能；性能；轨道参数；技术特点　中图分类号：ＴＨ７０３　文献标识码：Ａ　ＤｏＩ：１０．３７８８／０ＭＥＩ２０１　１２８１２．０００１　８Ｘ　Ｅｎｈａｎｃｅｄ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　ＰＦＵ　Ｘｉａｏ－ｆａｎｇ，ＳＵＮ　Ｑｉｕ－ｙａｎ，ＦＥＮＧ　Ｈｅｎｇ，ＴＡＮＧ　Ｙｏｎｇ，ＴＡＮＧ　Ｙｕ　（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆｏｐｔｉｃｓ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｆＳｃｉｏｅｎｃｅｓ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１０２０９，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｏｖｅｒｖｉｅｗ，ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　８Ｘ　ｅｎｈａｎｃｅｄ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｒｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｏｒｂｉｔ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ａｒｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ．Ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｒｅ　ｅｘｔｒａｃｔｅｄ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｎｈａｎｃｅｄ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ；ｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｏｒｂｉｔ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　留时间短，二是扫幅窄Ｉｌ１。　１　８Ｘ卫星概况　在１９９１年波斯湾战争期间，美军前线指挥官　反映。ＫＨ一１２光学成像侦察卫星存在缺点，一是驻　要彻底解决上述问题，有两种办法：一是发射小　卫星群代替目前的ＫＨ一１２；二是卫星运行在高轨道，　用几颗卫星组网工作１２－３１。　ｗｗｗ．ｏ　ｍｅｉ　ｎｆ　ｏ．．，－，　．．　．．ｕ１１　ｃｏｍ　Ｉ１————　

第２８卷　第１２期　Ｖｏ１．２８　Ｎｏ．１２　为解决ｌｌ－述问题，美国国家侦察局（ＮＲＯ）提　ｆＨ了代号为“８ｘ”的计划，它是ＫＨ系统的增强版网。　８Ｘ卫星载有光学遥感器和合成孔径雷达组成的双重　及美国国内外地面站、控制中心等组成。　８Ｘ侦察卫星是由ＣＣＤ可见光／近红外光学成像　相机和合成孔径雷达ｆＳＡＲ１成像两种遥感器相结合　的侦察卫星系统，因而兼有“ＫＨ一１２”和“长曲棍　球”（Ｌａｃｒｏｓｅｅ）两种卫星的功能。　８Ｘ卫星上的ＣＣＤ光学相机可在不同光照条件下　有效载茼，覆盖区和数据传输速度都提高了８倍罔，　拍摄的罔像与ＫＨ—ｌ２卫星拍摄的一样清晰，其扫描　带的展宽缩短了卫星的重访周期圈。从图１中可以　看ｍ，８Ｘ卫星在外观上是由维克（ＣＰ．ＶＩＣＫ）１９９３年　对某一地区重复观测．提供１　ｉｎ分辨率图像，红外　版的“高级ＫＨ一１１”（ＫＨ　１２）稍加变化再加上成像雷　达大线构成的。　图１　“８Ｘ”卫星外观　８Ｘ（ＵＳＡ一１４４）卫星的非保密名称叫“增强型　成像系统”（ＥＩＳ）ｔ６　，也有人称８Ｘ卫星是ＫＨ一１３或　ＫＨ一１２的改进型【　０　１首颗８Ｘ卫星ｆ．‘８）（－１”卫星１于１９９９年５月２２日　由“大力神４Ｂ＇＇从范登堡空军基地发射升空ｔＺＴ］。其　国际编号为“１９９９—０２８Ａ”，五角大楼秘密代号为　“ＵＳＡ一１４４’’１瑚１—　８Ｘ卫星由洛・马公司研ｆ￣１］１６，ｍ１．整个卫星的研制　费达ｌ５亿美元　０ｔ，再加上发射费用３．５亿美元，共　１８．５亿美元旧。　该增强型成像系统８Ｘ属于光学成像侦察卫星，　目前尚不成系列，至今只发射过ｌ颗，现仍在轨运行。　目前，美国有“ＫＨ一１２”三颗、“长曲棍球”两　颗和“８Ｘ”一颗卫星在轨道上协同工作　１。　２　８Ｘ卫星系统组成与功能　８Ｘ侦察卫星系统由星载ＣＣＤ光学成像相机和　合成孑Ｌ径雷达成像遥感器、跟踪与数据中继卫星以　２　ｗｗｗ．ｏｍｅｉｎｆｏ．ｅｏｍ　Ｄｅｃ．２０１１　相机可实现夜间成像：８Ｘ通过对其飞行轨迹两侧的　成像，把观测幅宽增加到１５０　ｋｍｘｌ５０　ｋｍＩ’２１。　８Ｘ卫星上的合成孔径雷达成像传感器，不论白　天还是夜晚或云雾天气，都能够进行全天候成像和　战损评估，甚至可穿过树木识别地面部队和移动式　地一空导弹系统　。　８Ｘ卫星所获图像数据通过“跟踪与数据中继卫　星”传至白沙地面站，再经过美国国内通信卫星传　到贝尔沃堡。　３　８Ｘ卫星用途　８Ｘ卫星的遥感器不仅在可见光和近红外光波段　工作，而且还在热红外波段工作以探测热源。这些　遥感器装有微光影像增强器，以提供夜间成像能力。　在红外成像能力方面，红外能力的优势主要是用来　揭露伪装、观察掩埋在地下的建筑、观察目标区内　的热差惯性、以及力图确定哪些工厂在运转，哪些　工厂没有运转。因此，８Ｘ卫星既可以进行大范围的　普查，又可以对小范围进行详查。既能在白天进行　可见光照相，又能在夜间进行红外照相。　该星的合成孑Ｌ径雷达不仅适于跟踪舰船和装甲　车辆的活动，监视机动或弹道导弹的动向，还能发　现伪装的武器和识别假目标．甚至能穿透干燥的地　表，发现藏在地下数米深处的设施。　８Ｘ卫星不仅可以透视云层侦察．而且利用合成　孑Ｌ径雷达技术有可能以接近于光学照相侦察卫星水　平的分辨率提供图像，因此，可以利用装有这种雷　达的侦察卫星，来全天候地监视和核查军事目标。　８Ｘ卫星也可以执行导弹预警和电子侦察等任务ｌ２Ｉ。　

第２８卷　第１２期　Ｖ０Ｉ．２８　Ｎｏ．１２　４　８Ｘ卫星技术性能参数　４．１　卫星参数和轨道参数　该星的合成孑Ｌ径雷达天线呈矩形，长１４．４　ｍ，　宽３．６　ｍ，由３个平面天线阵组成，每个天线阵含４　个长度相等的子阵。雷达的几何分辨率为０．３～３　ｉｎ。　４．３　８×卫星信息数据链路参数　８Ｘ卫星的传输数据率在ＫＨ一１２的基础上提高　８倍同。　８Ｘ卫星所获图像数据通过大型抛物面可跟踪天　线经“跟踪与数据中继卫星”传至白沙地面站，再　８Ｘ卫星运行在高度为２　６８９～３　１３２　ｋｍ、倾角为　６３－４。的太阳同步轨道上。每天绕地球飞行９．７圈，每　圈均以不同的经度穿越赤道。在中纬度区观测轨迹　长度为２　１００　ｋｍ。卫星还具有５００　ｋｍ的侧视观测能　力．观测轨道带两侧，从而可保证对地球上任意地　区每天能重复观测一次　。　美国８ｘ侦察卫星及轨道参数表　卫星尺寸　卫星重量　经过美国国内通信卫星传到贝尔沃堡。巨大的数据　量不仅要求数据传输速率达到每秒数百兆比特，还　１９　ｍ（长）ｘ４．４　ｍ　径）　２０　ｔ　要求以强大的计算能力进行数据处理。　轨道类型　轨道高度　轨道倾角　轨道周期　太阳同步轨道　２　６８９　３　１３２　ｋｍ　６３．４。　９．７圈／天　５　８Ｘ卫星的技术特点总结　８Ｘ卫星也称为增强型成像系统同．它技术先进、　功能强大、花费巨大，其与众不同的技术特点有：　高轨道代替ＫＨ一１　２的低轨道　运载工具　有效载荷　“大力神４Ｂ”火箭　ＣＣＤ光学成像相机和ＳＡＲ雷达　成像遥感器　与以前卫星最大的不同是轨道的变化，用高轨　道代替ＫＨ一１２的低轨道，与ＫＨ一１２轨道相比，约增　加了１个量级，扫幅也宽１个量级，观测幅宽增加　分辨率　１　ｍ（ＣＣＤ光学相机）　０．３～３　Ｉｌｌ　ｆ成像雷达１　到１５０　ｋｍｘｌ５０　ｋｍ　固然驻留时间有所延长，但地面　分辨率也相应降低１个量级，为１　ｍ。　光学／合成孑Ｌ径雷达（成像）技术　合成孑Ｌ径雷达（ＳＡＲ）是一门成熟的技术，可　观测幅宽　１５０　ｋｍ　设计寿命　服役时间　８年　１９９９年～至今　用来产生细节可辨的雷达图像，ＳＡＲ作为一种成像　此外．该系统的视场超过ＫＨ一１ｌ卫星视场的　工具，具有独特的能力。在可见光成像侦察卫星上　增加合成孑Ｌ径雷达，靠自身提供的照射（雷达脉冲）　能以标准、宽扫、精扫等多种波束模式对地面轨迹　两侧的目标成像，可以保证卫星在任何气象条件下　８倍，数据传输率在ＫＨ一１２的技术上提高８倍。　４．２　８Ｘ卫星有效载荷功能及性能参数　８Ｘ卫星载有ＣＣＤ光学成像遥感器和合成孑Ｌ径　雷达组成的双重有效载荷　。　８Ｘ卫星上的ＣＣＤ光学成像相机与ＫＨ一１２一样　都能获取信息舟，同时，也可以覆盖更大范围，这些　正是战场指挥员所要求的闫。　采用凯南系统（改进的Ｒ－Ｃ系统），主镜口径为４～４．２　ｍ，　比ＫＨ一１２大，光学系统前装有４５。放置的反射转鼓，　可以实现侧摆，即在ＣＣＤ相机前装有成像雷达天线【１ｑ。　此外，８Ｘ卫星还具有隐身功能。　８Ｘ卫星的缺点与ＫＨ一１２相同，但比ＫＨ一１２驻留　时问要长些．地面分辨率低些。　参考文献　［１］“锁眼”光学成像侦察３２￣［ＥＢ／ＯＬ］．［２００３一ｌｌ一２７］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｅｆｅｎｃｅ．ｏｒｇ．ｃｎ／ａｒｔｉｃｌｅ一１—６２４４５．ｈｔｍｌ　ｗｗｗ．ｏｍ．ｅｉｎｆｏ．ｃｏｍ　｜３　Ｌ１１Ｄｅｃ．２Ｏ１１　Ｄｅｃ２ＯＬ