● 王 乾 侯 妍

（1.航天工程大學(xué)；2.中國人民解放軍61646部隊）

美軍“鷹視”（Eagle Vision）系統(tǒng)是世界上第一款輕型、移動部署式商業(yè)遙感衛(wèi)星圖像地面接收處理裝備，可近實時接收、處理和分發(fā)商業(yè)衛(wèi)星圖像，具備接收處理光學(xué)和雷達(dá)圖像的能力，能夠融合多種偵察平臺的圖像數(shù)據(jù)和地理測繪信息，為軍地用戶提供定制化的非保密衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)品和服務(wù)。

“海灣戰(zhàn)爭”期間，美國軍用航天偵察系統(tǒng)沒有接收和處理廣域/多光譜圖像的能力，且受地面固定站信息處理與傳輸時間較長的影響，在“沙漠之狐”“沙漠風(fēng)暴”行動中，軍用航天偵察系統(tǒng)未能及時為前線戰(zhàn)場指揮員提供合適的衛(wèi)星圖像，只能通過購買法國SPOT商業(yè)衛(wèi)星圖像以解燃眉之急。1992年，美國空軍開始著手研制“鷹視”系統(tǒng)，旨在開發(fā)一種能近乎實時處理和分發(fā)商業(yè)衛(wèi)星圖像的裝備以支持應(yīng)急作戰(zhàn)行動。1999年科索沃戰(zhàn)爭中，美軍首次在作戰(zhàn)中使用了“鷹視”系統(tǒng)，檢驗了“鷹視”系統(tǒng)的作戰(zhàn)性能?！苞椧暋毕到y(tǒng)提升了航天偵察情報系統(tǒng)的時效性，便于指揮員實時掌握戰(zhàn)場形勢，縮短了指揮決策、作戰(zhàn)籌劃、打擊行動、效能評估等各環(huán)節(jié)的進(jìn)程，使作戰(zhàn)行動更加靈活主動。隨著商用衛(wèi)星的推陳出新，以及網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)體系下作戰(zhàn)進(jìn)程的進(jìn)一步加快，美軍的“鷹視”系統(tǒng)經(jīng)歷了持續(xù)升級優(yōu)化的過程，并在衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的推動下不斷完善。

一、“鷹視”系統(tǒng)及其性能分析

“鷹視”系統(tǒng)來源于1990—1992年美國國防部長辦公室根據(jù)國外比較測試（FCT）計劃資助的商業(yè)衛(wèi)星應(yīng)用項目，最初的目的是評估商業(yè)衛(wèi)星圖像及現(xiàn)有商業(yè)衛(wèi)星軟硬件設(shè)施的應(yīng)用效果，旨在為美軍“任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)”提供最新的衛(wèi)星圖像情報?！昂硲?zhàn)爭”期間，美國空軍進(jìn)行了第一次FCT，評估了SPOT系列衛(wèi)星圖像的使用情況，商業(yè)廣域衛(wèi)星圖像展現(xiàn)了其在空軍飛行任務(wù)規(guī)劃中的運(yùn)用價值，但當(dāng)時生成的航天偵察情報需要經(jīng)過美國大陸4個不同站點的處理后才能傳送至前線部隊使用，這個過程需要4~6周時間，滯后的情報保障完全不能滿足快節(jié)奏作戰(zhàn)行動的要求，對實時任務(wù)具有關(guān)鍵影響的航天偵察情報裝備的現(xiàn)實需求，催生了美軍“鷹視”系統(tǒng)的概念及其產(chǎn)品?！苞椧暋毕到y(tǒng)的組成如圖1所示。

“鷹視”系統(tǒng)采用基于商業(yè)現(xiàn)貨（COTS）的軟硬件實施，從而縮短了裝備研發(fā)時間并有利于成本控制?！苞椧暋毕到y(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集部分（DAS）和數(shù)據(jù)集成部分（DIS）組成。DAS包括接收天線和圖像處理服務(wù)器，天線的控制和數(shù)據(jù)接收設(shè)備連接至方艙內(nèi)，圖像處理服務(wù)器則具有解譯、編目、存檔功能，可將衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理成標(biāo)準(zhǔn)格式；DIS位于可拆卸式移動工作站內(nèi)，設(shè)置有計算機(jī)工作站和大型打印機(jī)，具有任務(wù)規(guī)劃、產(chǎn)品生產(chǎn)、歸檔、分發(fā)等功能，可將數(shù)據(jù)融合處理成有用的情報。此外，系統(tǒng)還配備了發(fā)電機(jī)和空調(diào)，以支持人員長時間在艙內(nèi)工作。“鷹視”展開時，天線部分可由2人在1h內(nèi)安裝完畢，整套系統(tǒng)可由4人在4h內(nèi)完成部署?！苞椧暋毕到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

（一） “鷹視–1”和“鷹視–2”

“鷹視–1”生產(chǎn)于1993年，1994年進(jìn)行列裝，其任務(wù)是保障應(yīng)急作戰(zhàn)、戰(zhàn)區(qū)內(nèi)安全合作事務(wù)和搶險救災(zāi)工作。1995年，相關(guān)業(yè)務(wù)部門提出對多光譜廣域圖像的需求，1996年又提出對更高分辨率衛(wèi)星圖像和全天候偵察能力的需求。1996年3月21日，美國空軍向美國國防部辦公室提交了第二份FCT提案，目的是研究“鷹視–1”接收加拿大Radarsat衛(wèi)星、印度IRS衛(wèi)星和歐洲ERS雷達(dá)系統(tǒng)衛(wèi)星等多個國外高分辨率的光學(xué)和全天候合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星圖像的能力。受資金限制，此次FCT中“鷹視–1”未增加接收IRS和ERS衛(wèi)星的能力，只升級了接收Radarsat衛(wèi)星的能力。IRS和ERS的衛(wèi)星數(shù)據(jù)用來研究“鷹視”系統(tǒng)如何滿足業(yè)務(wù)部門對更高分辨率光學(xué)衛(wèi)星圖像，以及對全天時、全天候、廣域雷達(dá)衛(wèi)星圖像的需求。此外，還將方艙部分由一個衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收方艙和一個衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理方艙組集成為一個方艙。1997年，美國升級了“鷹視–1”的處理子系統(tǒng)，其具備融合國家級衛(wèi)星圖像、商業(yè)級衛(wèi)星圖像和無人機(jī)偵察圖像的能力。2001年，美國對DIS的升級使“鷹視–1”能夠與“鷹視–3”和“鷹視–4”相互兼容，具備接收5m分辨率圖像的能力，并且對SAR圖像的處理時間由40min縮短至7min。

圖1 “鷹視”系統(tǒng)組成圖

圖2 “鷹視”系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

具體來說，各系統(tǒng)的性能情況主要包括：（1）“鷹視–1”系統(tǒng)可接收處理的商業(yè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)主要有SPOT、Radarsat、Cartosat和IRS等。（2）“鷹視–2”于1998年由美國國家偵察辦公室（NRO）出資建造，旨在使戰(zhàn)術(shù)級用戶能夠直接獲取加密商業(yè)衛(wèi)星圖像，用于作戰(zhàn)任務(wù)規(guī)劃、地形圖繪制和地理測繪。NRO通過陸軍將“鷹視–2”引入聯(lián)合社區(qū)（Joint Community）以評估其戰(zhàn)術(shù)實用性?！苞椧暔C2”系統(tǒng)可接收處理的商業(yè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)主要有 SPOT、Landsat、Radarsat、Earlybird、CRSS、Orbview、Resource–21和GDE等。

（二） “鷹視–3”和“鷹視–4”

美軍于2000年開始生產(chǎn)“鷹視–3”和“鷹視–4”，2001年對“鷹視–3”和“鷹視–4”進(jìn)行了升級，使其具備接收1m分辨率衛(wèi)星圖像的能力，并增加了數(shù)據(jù)分發(fā)功能。

目前，經(jīng)過26年的不斷升級改造，“鷹視”系統(tǒng)產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展到第4代，共生產(chǎn)了6套系統(tǒng)，集成了SPOT(–5、–6、–7)、Pleiades(–1、–2)、Worldview(–1、–2)、TerraSAR-X/Tandem-X星 座、Landsat(–7、–8)、IRS、ERS、Radarsat–2、RapidEye、CRSS、Orbview、GDE、CartoSat、Ikonos、Cosmo-SkyMed和Resurs-DK等眾多商業(yè)衛(wèi)星的圖像數(shù)據(jù)接收處理功能，安裝有EVR2EST（Eagle Vision and Rover Responsive Exploitation of Space Products for Tactical Use）非加密圖像服務(wù)器，EVR2EST是一個基于網(wǎng)絡(luò)的通用服務(wù)器，用于編目、存檔、分發(fā)航天偵察情報產(chǎn)品。美軍“鷹視”系統(tǒng)的部署情況如圖3及表1所示。

（三） “鷹視”系統(tǒng)發(fā)展趨勢

經(jīng)過20多年的發(fā)展，“鷹視”系統(tǒng)逐漸形成系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的航天偵察情報機(jī)動保障裝備，功能不斷增強(qiáng)，從實際運(yùn)用來看，未來“鷹視”系統(tǒng)發(fā)展的重點主要有以下幾個方面：

一是重視系統(tǒng)集成，減小體積尺寸，進(jìn)一步提高機(jī)動性、便攜性。“鷹視”系統(tǒng)最初需要2架C-130運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸，在將2個方艙集成為1個方艙后，只需1架C-130便能裝載全部設(shè)備。加強(qiáng)系統(tǒng)集成建設(shè)可進(jìn)一步發(fā)揮戰(zhàn)術(shù)級航天偵察裝備的機(jī)動性，未來整套“鷹視”系統(tǒng)可能變成幾個手提箱大小尺寸，移動部署將更加靈活。

二是持續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)的軟硬件設(shè)施，進(jìn)一步提高航天偵察機(jī)動情報保障能力?！苞椧暋毕到y(tǒng)軟硬件設(shè)施的優(yōu)化升級是一個漸進(jìn)的過程，以匹配新型高性能商用衛(wèi)星對接收處理能力的要求，通過多樣化應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新，來提高航天偵察情報機(jī)動保障能力。

圖3 美國空軍國民警衛(wèi)隊”鷹視”系統(tǒng)部署位置及任務(wù)劃分圖

表1 “鷹視”系統(tǒng)部署情況

三是增強(qiáng)系統(tǒng)接收穩(wěn)定性，拓寬使用范圍。目前，“鷹視”系統(tǒng)主要采取機(jī)動輸送、陸上固定接收處理的方式運(yùn)行，不具備上船保障的能力，解決好在顛簸情況下天線穩(wěn)定接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)這一問題，將極大提升海上方向航天偵察機(jī)動情報保障的能力。

二、“鷹視”系統(tǒng)在軍事和非軍事行動中的運(yùn)用

“鷹視”系統(tǒng)自投入使用以來，廣泛參與了作戰(zhàn)、演訓(xùn)及國內(nèi)外人道主義救援行動中的航天偵察情報保障工作。保障行動通常采取空運(yùn)或公路運(yùn)輸?shù)姆绞綑C(jī)動至任務(wù)地區(qū)，由5~15人組成的商業(yè)衛(wèi)星圖像利用小組（Commercial Imagery Exploitation Team，CET）操作，崗位設(shè)置有通信系統(tǒng)操作員、系統(tǒng)維護(hù)工程師、地理空間情報分析員、暖通專業(yè)人員和領(lǐng)導(dǎo)管理人員?！苞椧暋毕到y(tǒng)從接收到衛(wèi)星圖像至生成航天偵察情報只需要30min，情報可通過通信衛(wèi)星、寬帶全球局域網(wǎng)、商業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、EVR2EST服務(wù)器、FTP伺服器、拷貝、刻盤、打印等方式分發(fā)，系統(tǒng)接入到網(wǎng)絡(luò)時可提供在線訪問服務(wù)，實現(xiàn)航天偵察情報的快速共享，“鷹視”系統(tǒng)情報生產(chǎn)流程如圖4所示。

（一） 軍事運(yùn)用

1.“鷹視”系統(tǒng)優(yōu)勢

“鷹視”系統(tǒng)相較于地面固定接收站的優(yōu)勢在于，其不僅能夠在戰(zhàn)場上近實時接收處理衛(wèi)星圖像，還可以根據(jù)戰(zhàn)場指揮員的需要，重點偵照某個區(qū)域，便于指揮員全面掌握部隊動態(tài)、及時彌補(bǔ)已方不足、先敵發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)機(jī)。在執(zhí)行緊急任務(wù)過程中，“鷹視”系統(tǒng)還能快速提供部隊預(yù)先未偵察區(qū)域的最新航天偵察情報，縮短作戰(zhàn)準(zhǔn)備時間。

2.“鷹視”系統(tǒng)對作戰(zhàn)的支持及應(yīng)用技術(shù)開發(fā)

“鷹視”系統(tǒng)對作戰(zhàn)的支持體現(xiàn)在以下3個方面：一是為作戰(zhàn)指揮員提供戰(zhàn)區(qū)內(nèi)可移動部署的商業(yè)衛(wèi)星圖像獲取裝備。二是為作戰(zhàn)指揮員提供戰(zhàn)區(qū)內(nèi)融合了國家級、商業(yè)級、戰(zhàn)術(shù)級衛(wèi)星圖像和無人機(jī)偵察圖像的情報，為C4ISR系統(tǒng)和“任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)”提供符合國防部與國家地理空間情報局（NGA）標(biāo)準(zhǔn)的ADRI和CIB格式圖像。三是不斷加強(qiáng)添加接收處理新型商業(yè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的能力，從而提升情報保障質(zhì)量?！苞椧暋毕到y(tǒng)作戰(zhàn)情報保障如圖5所示。

圖4 “鷹視”系統(tǒng)情報生產(chǎn)流程圖

圖5 “鷹視”系統(tǒng)情報保障示意圖

為了提高航天偵察情報保障水平，美軍利用信息技術(shù)不斷開發(fā)“鷹視”系統(tǒng)新的應(yīng)用，主要包括：一是3D合成技術(shù)，利用“任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)”將不同類型的衛(wèi)星圖像與地形學(xué)數(shù)據(jù)融合成數(shù)字地形模型（DTM），加上來自無人機(jī)或其他戰(zhàn)場偵察監(jiān)視平臺的圖像數(shù)據(jù)，可生成作戰(zhàn)地區(qū)或目標(biāo)精確的3D模型。二是偽彩色多譜段圖像合成技術(shù)，利用該技術(shù)將自然景物與人造物進(jìn)行區(qū)分以顯示偽裝目標(biāo)。例如，從假的木質(zhì)坦克中辨別出真坦克，通過多譜段圖像過濾，還能顯示車輛行駛過后的痕跡。三是圖像疊加技術(shù)，此技術(shù)是將兩張低分辨率衛(wèi)星圖像進(jìn)行疊加，從而生成更高分辨率的衛(wèi)星圖像（例如，將2張5m分辨率的衛(wèi)星圖像進(jìn)行疊加，生成1張2.5m分辨率的衛(wèi)星圖像）。

SPOT公司還為“鷹視”系統(tǒng)開發(fā)了一個可視端口（viewing portal），指揮員可以通過該端口訪問由“鷹視”系統(tǒng)接收的衛(wèi)星圖像更新后的2D谷歌地圖或3D谷歌地球，以確認(rèn)是否由于不良天氣而丟失某些重要信息，“鷹視”系統(tǒng)產(chǎn)品運(yùn)用如圖6所示，“鷹視”系統(tǒng)參與的主要軍事行動如表2所示。

3.“鷹視”系統(tǒng)在支援陸軍作戰(zhàn)中的運(yùn)用

陸軍部隊使用的是“鷹視–2”，由CET操作和管理。CET是陸軍空間支援小組（ARSST）的一部分，服務(wù)對象為戰(zhàn)區(qū)陸軍部隊。ARSST的使用申請由戰(zhàn)區(qū)司令或戰(zhàn)區(qū)陸軍司令提出，經(jīng)陸軍戰(zhàn)略司令部司令指示從第一太空旅第一太空營派出并部署于戰(zhàn)區(qū)。CET可作為單獨力量支援不同級別的部隊，此時受援部隊對CET行使作戰(zhàn)控制權(quán)（OPCON）。

部署后的CET與國家地理空間情報局、戰(zhàn)區(qū)相關(guān)部隊建立常態(tài)聯(lián)系，以統(tǒng)籌戰(zhàn)區(qū)對商業(yè)衛(wèi)星圖像的總體需求。CET的支援申請通常由太空支援分隊（SSE）或陸軍太空與導(dǎo)彈防御司令部作戰(zhàn)中心（SMDCOC）提交。CET主要保障ARSST或受援部隊（未分派ARSST時）的優(yōu)先情報需求，采取實時接收方式獲取最新衛(wèi)星圖像的申請一般由受援部隊情報收集管理分隊負(fù)責(zé)。

作戰(zhàn)支援時，CET既可以通過“鷹視”系統(tǒng)直接接收處理衛(wèi)星圖像，也可以通過“全球廣播系統(tǒng)”（Global Broadcast System，GBS）連接到商業(yè)衛(wèi)星公司的圖像數(shù)據(jù)庫查找獲取符合要求的衛(wèi)星影像。CET的衛(wèi)星圖像資源通常來自于國家地理空間情報局（NGA）、商業(yè)衛(wèi)星公司和陸軍戰(zhàn)略司令部頻譜作戰(zhàn)資源中心（ARSTRAT SORC）。生成的航天偵察情報產(chǎn)品可通過接入受援部隊通信網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行分發(fā)，CET還可將產(chǎn)品上傳到陸軍太空與導(dǎo)彈防御司令部（USASMDC）網(wǎng)站SORC部分的Earth Where服務(wù)器上供其他用戶訪問?！苞椧暋毕到y(tǒng)情報保障流程如圖7所示。

圖6 “鷹視”系統(tǒng)產(chǎn)品運(yùn)行實景

表2 “鷹視”系統(tǒng)參與的主要軍事行動

圖7 “鷹視”系統(tǒng)情報保障流程圖

（二） 非軍事運(yùn)用

“鷹視”系統(tǒng)不僅在軍事航天偵察領(lǐng)域有著突出的表現(xiàn)，隨著近年來自然災(zāi)害及重大意外事故頻發(fā)，美軍加強(qiáng)了與外軍的交流合作，“鷹視”系統(tǒng)在國內(nèi)外人道主義救援行動中的組織計劃、行動路線規(guī)劃、直升機(jī)著陸區(qū)選擇，以及識別并減少救援行動中潛在危險等方面發(fā)揮了重要作用。“鷹視”系統(tǒng)參與的主要人道主義救援行動如表3所示，“鷹視”系統(tǒng)生產(chǎn)的衛(wèi)星影像如圖8、圖9所示。

2017年，“鷹視”系統(tǒng)參與了在美國加利福尼亞州圣克拉拉的Levi體育場舉行的第50屆“超級碗”橄欖球決賽期間的安保監(jiān)控任務(wù)。任務(wù)中，為了加強(qiáng)加州空中國民警衛(wèi)隊與加州政府及聯(lián)邦政府各機(jī)構(gòu)間的密切合作，美國北方司令部空軍、聯(lián)合部隊空中分隊指揮部、圣克拉拉消防局和加州公路巡邏隊都安裝了EVR2EST，直接將Levi體育場周邊的衛(wèi)星圖像下載到筆記本電腦、平板電腦和智能手機(jī)上使用，有力保障了比賽安全順利進(jìn)行。Levi體育場的衛(wèi)星影像如圖10所示。

“鷹視”系統(tǒng)不僅為美國聯(lián)邦政府、情報機(jī)構(gòu)和軍隊提供服務(wù)，還與國外情報部門建立了廣泛的合作關(guān)系，以支持這些組織或機(jī)構(gòu)的行動，“鷹視”系統(tǒng)全球合作伙伴關(guān)系見表4。

表3 “鷹視”系統(tǒng)參與的主要人道主義救援行動

圖8 卡特里娜的颶風(fēng)衛(wèi)星影像圖

圖9 日本福島核電站的衛(wèi)星影像圖

表4 “鷹視”系統(tǒng)全球合作伙伴

三、結(jié)束語

“鷹視”系統(tǒng)作為美軍成熟的戰(zhàn)術(shù)級航天偵察情報機(jī)動保障裝備，在近幾場局部戰(zhàn)爭和多次人道主義救援行動中均發(fā)揮了重要作用。在軍事高科技的推動下，現(xiàn)代戰(zhàn)爭形態(tài)正在向多域、智能、無人化方向發(fā)展，作戰(zhàn)節(jié)奏不斷加快，加之自然災(zāi)害救援、近海船只監(jiān)測、陸地環(huán)境勘察等民用領(lǐng)域?qū)教靷刹烨閳蟮男枨笠苍絹碓蕉?，航天偵察情報機(jī)動保障裝備建設(shè)應(yīng)緊貼任務(wù)需求，以不斷提高航天偵察情報保障的質(zhì)量和效率。