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侦察探测技术,武汉大学军事教研室 周学益,侦察探测技术,一、概述二、主要技术手段三、战争应用及对作战的影响四、发展趋势,一、侦察探测技术概述,（一）基本概念,（二）基础知识,一、侦察探测技术概述（一）基本概念,1、探测、侦察、侦察探测技术,（1）探测：对于不能直接观察的事物或现象用仪器进行考察和测量。,（2）侦察：是军队为了获取军事斗争特别是战争所需要的敌方或有关战区的情况（包括人员、武器装备、地形地物及作战结果等）而采取的措施。,一、侦察探测技术概述（一）基本概念,1、探测、侦察、侦察探测技术,（3）侦察探测技术：是指军队为了获取敌方军事目标与背景有关的信息而采取的技术措施。,（4）侦察探测的目的：就是要探测目标。包括发现、识别、监视、跟踪和定位目标。,一、侦察探测技术概述（一）基本概念,2、侦察探测的基本原理,（1）目标可以被探测的基本依据 ：在自然界中的任何物体及其产生的现象总会有一定的特征，并且与其所处的背景有差异。目标与背景之间的任何差异都可以直接由人的感官或借助一些技术手段加以区别。,一、侦察探测技术概述（一）基本概念,2、侦察探测的基本原理,（2）目标的特征信息：声、光、电、磁、热、力学等特征信息。,（3）侦察探测系统的工作过程：目标的特征信息在向外传输时被探测器接收，然后对所接收信号进行加工处理，并且进行图像显示或予以记录。,一、侦察探测技术概述（二）基础知识,1、电磁波,电磁波根据波长或频率的不同可以分为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、r射线。,一、侦察探测技术概述（二）基础知识,1、电磁波,紫外线波段紫外线的波长范围为0.010.4m。阳光中的紫外线小于0.3m的能量，大部分被大气层中的臭氧层吸收，大于0.3m的近紫外线可透过大气层到达地面，可用于紫外线照相。,一、侦察探测技术概述（二）基础知识,2、物体的波谱特性,（1）物体的波谱特性：任何物体都具有向外发射和反射电磁波的能力，同一物体对不同波长的电磁波的发射和反射能力是不同的，这种发射和反射能力随波长的变化关系称为波谱特性。,2、物体的波谱特性,一、侦察探测技术概述（二）基础知识,（2）物体的发射特性：任何物体的温度高于绝对零度时，由于构成物体的原子、分子、作无规则的热运动，使带电粒子不停地发生能级升迁，于是，就不断地以电磁波的形式向外释放能量，这种能量的释放过程被称为热辐射或红外辐射。物体的温度越高，热辐射越强这种电磁波辐射的波长随物体温度的升高而缩短。,2、物体的波谱特性,一、侦察探测技术概述（二）基础知识,（3）物体的反射特性：同一物体对不同波长的电磁波反射能力（或光谱反射能力）不同；不同物体对同一波长的电磁波反射能力也不同。,3、大气窗口,一、侦察探测技术概述（二）基础知识,由于大气中的水汽（H2O）、二氧化碳（CO2）、臭氧（O3）等气体分子对不同波段的电磁波有不同程度的吸收作用，造成有些波段的电磁波消弱，有些波段甚至完全消失。电磁波能穿透大气，且能量损失较小的波段，称为“大气窗口”。,一、侦察探测技术概述（二）基础知识,一、侦察探测技术概述（二）基础知识,3、大气窗口,一、侦察探测技术概述（二）基础知识,4、侦察探测技术的分类,（1）侦察探测技术按工作方式可分为：有源探测和无源探测技术。,有源探测技术，又称为主动探测技术。是利用技术手段发射能量波束对目标进行照射，通过接收目标反射、散射的能量对目标进行观察或测量的技术。,一、侦察探测技术概述（二）基础知识,4、侦察探测技术的分类,（1）侦察探测技术按工作方式可分为： 有源探测和无源探测技术。,无源探测技术又称为被动探测技术：是指利用接收设备接收目标自身发射或反射的能量波束对目标进行侦察或探测的技术。,一、侦察探测技术概述（二）基础知识,4、侦察探测技术的分类,（2）侦察探测技术按系统可分为：地（水）面、水下、空中和空间侦察探测系统。,地（水）面侦察探测系统是指在地（水）面上进行的侦察与探测的系统。包括传统的光学侦察、无线电通信侦察、雷达侦察、地面传感器侦察等。,一、侦察探测技术概述（二）基础知识,4、侦察探测技术的分类,（2）侦察探测技术按系统可分为：地（水）面、水下、空中和空间侦察探测系统。,水下侦察探测系统是利用水下侦察设备探测水下各种目标的系统。水下侦察设备分为水声探测和非声探测设备。包括：声纳水声探测仪、磁探仪、水下红外探测仪和低能见度电视等。,一、侦察探测技术概述（二）基础知识,4、侦察探测技术的分类,（2）侦察探测技术按系统可分为：地（水）面、水下、空中和空间侦察探测系统。,空中侦察探测系统是指利用航空器在环绕地球的大气空间内对敌方军队及其活动、阵地和地形等情况进行的侦察与监视系统。,一、侦察探测技术概述（二）基础知识,4、侦察探测技术的分类,（2）侦察探测技术按系统可分为：地（水）面、水下、空中和空间侦察探测系统。,空间侦察探测系统是利用航天器上的探测设备获取情报的技术。,二、主要技术手段,（一）电子电磁侦察探测技术,（二）声波探测技术,（三）光电探测技术,二、主要技术手段（一）电子电磁侦察探测技术,1、无线电通信侦察和探测,无线电通信侦察是使用无线电接收机设备，截收和破译敌方无线电通信信号，从而查明敌方运用无线电通信的电波传播、信号频率、联络规律。,主要任务是：侦听、破译、测向和定位,二、主要技术手段（一）电子电磁侦察探测技术,1、无线电通信侦察和探测,主要特点：具有侦察距离远、速度快、工作稳定，受环境、地形和气候条件影响小等特点。,二、主要技术手段（一）电子电磁侦察探测技术,2、雷达探测技术,（1）雷达雷达是利用物体对电磁波的反射特性来发现和测定目标距离、高度、方位和运动速度的侦察技术手段。,二、主要技术手段（一）电子电磁侦察探测技术,2、雷达探测技术,（2）雷达侦察的特点： 雷达侦察具有探测距离远、测定目标速度快、精度高、能全天候使用等特点。,二、主要技术手段（一）电子电磁侦察探测技术,2、雷达探测技术,（3）雷达的工作原理目标距离的测量：是根据电磁波从雷达传播到目标所需要的时间和光速相乘而获得的。,二、主要技术手段（一）电子电磁侦察探测技术,2、雷达探测技术,（3）雷达的工作原理方位和仰角的测量：是利用天线波束的指向特性测定的。,雷达在搜寻目标过程中，旋转的天线指向方位和仰角，可以通过天线的伺服系统获得，数据可以在显示器上自动显示出来。,二、主要技术手段（一）电子电磁侦察探测技术,2、雷达探测技术,（3）雷达的工作原理目标高度的测量：是在测量出距离和仰角的情况下，通过计算获得的。,二、主要技术手段（一）电子电磁侦察探测技术,2、雷达探测技术,（3）雷达的工作原理目标速度的测量：当目标与雷达之间存在径向相对运动时，雷达接收到目标回波的信号频率会发生变化（也叫频移），这种频移被称为多普勒频移。它的数值与目标运动速度的径向分量成正比。据此，即可测定目标的径向速度。,气象雷达,二、主要技术手段（一）电子电磁侦察探测技术,2、雷达探测技术,（4）雷达的分类按任务或用途的不同可分为,警戒引导雷达,武器控制雷达,侦察探测雷达,航行保障雷达,对空警戒雷达引导雷达目标指示雷达低空雷达对海警戒雷达机载预警雷达弹道导弹预警雷达,炮瞄雷达导弹制导雷达鱼雷攻击雷达机载截击雷达机载轰炸雷达末制导雷达弹道导弹跟踪雷达,战场侦察雷达炮位侦察校射雷达 活动目标侦察校射雷达 侦察与地形显示雷达,航海、航行雷达 地形跟随与地物回避雷达 飞机着陆雷达,二、主要技术手段（一）电子电磁侦察探测技术,2、雷达探测技术,（4）雷达的分类按天线或工作原理可分为：,相控阵雷达,合成孔径雷达,脉冲多普勒雷达,双/多基地雷达,超视距雷达,2、雷达探测技术,（4）雷达的分类按天线或工作原理分,相控阵雷达,相控阵雷达的天线由很多小的天线单元按一定规律排列构成，形成一个大的天线阵面。每一个天线单元都可以独立地被电子系统控制。雷达天线阵的波束就是由所有天线单元发射的电磁波信号合成得到。,相控阵雷达的特点：具有扫描灵活、可靠性高、抗干扰能力强、对载机气动影响小和有利于隐身等优点。,合成孔径雷达,2、雷达探测技术,（4）雷达的分类按天线或工作原理分,合成孔径雷达：是利用雷达与目标的相对运动，把尺寸较小的真实天线孔径，用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达。,其特点是：分辨率高、能全天候工作、能有效地穿透某些掩盖物的伪装。,脉冲多普勒雷达,2、雷达探测技术,（4）雷达的分类按天线或工作原理分,脉冲多普勒雷达：是指采用脉冲波形来完成多普勒频率处理，同时实现测距和测速功能的雷达。,其特点是：能够探测移动目标。,双/多基地雷达,2、雷达探测技术,（4）雷达的分类按天线或工作原理分,双/多基地雷达：将雷达的发射和接收天线分开，并且使其相距较远，形成雷达的收发系统就叫双基地雷达。由一个发射基站与多个接收基地形成雷达收发系统，就叫多基地雷达。,其特点是：可以探测隐身目标可防止反辐射武器的攻击，也可以抗定向电子干扰。,超视距雷达,2、雷达探测技术,（4）雷达的分类按天线或工作原理分,超视距雷达：就是指利用大气层中的电离层对短波无线电波的反射和地球表面对电磁波的绕射作用，探测远距离目标的方式。,其特点是可以探测远距离的隐身目标和监视战略导弹的飞行情况。,二、主要技术手段（二）声波探测技术,1、声波探测原理,（1）声波的产生需要具备两个必要条件：,一是要有产生声源的震动体；,二是要有能够传播这种振动形式的弹性介质（空气、水、固体物质、大地等）。,二、主要技术手段（二）声波探测技术,1、声波探测原理,（2）声波的传播特点：,声波在弹性介质中传播具有透射、绕射、反射、折射、散射和混响等传播方式。随着传播距离的增加，声波能量会逐渐减弱或消失。,二、主要技术手段（二）声波探测技术,1、声波探测原理,声波探测技术是指利用声接收仪器接收目标自身发射或反射、折射、散射探测声源声波的技术。,二、主要技术手段（二）声波探测技术,1、声波探测原理,声波探测分为有源和无源声波探测技术。,炮声传感器,水声探测器,大地声波传感器,反直升机声控地雷,有源声波探测技术是通过向目标发出探测声波，由接收机接收并检测其回波以获取目标信息的技术。,无源声波探测技术是通过接收目标变化或在运动中发出的声波以获取目标信息的技术。,二、主要技术手段（二）声波探测技术,2、声纳 声纳和声纳的分类,声纳是利用水声传播特性对水中目标进行传感探测的技术设备。,声纳的分类：主动声纳和被动声纳,二、主要技术手段（二）声波探测技术,2、声纳 声纳的作用,用于搜索、测定、识别、跟踪潜艇和其他水下目标。声纳具有进行水下水声对抗、水下战术通信、导航和武器制导等作用，也具有保障舰艇、反潜飞机的战术机动和水中武器使用的能力。,二、主要技术手段（三）光电探测技术,光电探测技术是光学技术与电子技术相结合的探测技术。工作波段分布在可见光、红外和紫外波段。,二、主要技术手段（三）光电探测技术,1、可见光探测技术,可见光探测技术是通过接收目标辐射或反射的可见光以获取目标信息的技术。,二、主要技术手段（三）光电探测技术,1、可见光探测技术远距离光学探测,利用可见光探测设备进行观察的技术。如远距离照相、电视摄像和数码照相技术等。,二、主要技术手段（三）光电探测技术,1、可见光探测技术多光谱探测,使用多台分别工作在不同的光谱带上的成像设备，对同一目标地区进行照相或扫描成像，将得到的可视目标图像或是数字信息进行加工、处理、识别，达到鉴别目标的类型和真伪的技术。,二、主要技术手段（三）光电探测技术,1、可见光探测技术激光探测,激光探测技术是指利用激光发射器发出激光光束照射到目标后产生反射，反射激光将目标的信息带回，通过激光接收器的加工处理获取目标信息的技术。,主要包括：激光侦察与警戒激光雷达激光测距,二、主要技术手段（三）光电探测技术,1、可见光探测技术微光夜视探测,微光夜视技术：是指在只有星光、月光和大气辉光的低亮度条件下，观测远距离目标的可见光探测技术。,主要分为：微光夜视仪微光电视摄像仪,微光夜视仪的组成：像增强管光学望远镜电源组成。,二、主要技术手段（三）光电探测技术,2、红外探测技术,通过红外遥感装置获取目标红外辐射信息，并将其转换为人眼可见的图像或数据形式的探测技术。,红外探测技术主要包括：主动红外夜视探测技术红外热成像技术。,二、主要技术手段（三）光电探测技术,2、红外探测技术主动红外夜视探测仪,利用红外探照灯发射出一束红外光照射到目标，从而产生反射，由红外探测器接收反射信号达到探测目标的目的。,由红外光学系统、红外变像管和高压电源组成，另外还必须配有一个红外探照灯作为照明光源。,二、主要技术手段（三）光电探测技术,2、红外探测技术红外热成像仪,主要由红外光学扫描装置、红外探测器、制冷器、电子信号处理器和显示记录器等部分组成。,特点：具有搜索和跟踪目标隐蔽性好、不易受干扰、应用不分昼夜、获取的信息丰富、分辨能力强等。,美国红外防御监控系统,二、主要技术手段（三）光电探测技术,2、红外探测技术,红外热像仪基本工作原理：用红外光学装置收集景物发出的热辐射信息，用阵列探测或扫描成像装置将信号转换成电信号，由显示器将电信号转换成可见光图像。,三、侦察探测技术的战争应用及其对作战的影响,（一）侦察探测技术在军事领域的应用,侦察探测技术在军事领域的应用主要体现为将各种侦察手段综合地运用，建立多种侦察武器平台。,在陆地建立以边疆海岛为基地的侦察站和以车辆、装甲为载体装备各种侦察设备的机动侦察平台；在海上有各种侦察舰船；在空中有各种侦察飞机、直升机、无人机、飞艇或浮空器等；在太空建立以各种航天器为载体的侦察平台。,三、战争应用及其对作战的影响,（一）侦察探测技术在军事领域的应用,侦察车、侦察装甲、侦察监听站、侦察船,中国南沙群岛永曙礁,三、战争应用及其对作战的影响,（一）侦察探测技术在军事领域的应用,侦察飞机、直升机、无人机、预警机和飞艇,三、战争应用及其对作战的影响,（一）侦察探测技术在军事领域的应用,照相侦察卫星电子侦察卫星导弹预警卫星海洋监视卫星核爆炸探测卫星,海湾战争中美军使用侦察卫星情况,三、侦察探测技术的战争应用及其对作战的影响,（二）侦察探测技术对作战的影响,一是扩大了战场空间；二是改善了信息获取的手段；三是增强了作战指挥的时效性；四是对作战指挥员提出了更高要求；五是促进了反探测技术的发展。,四、侦察探测技术的发展趋势,（一）空间上的立体化,（二）速度上的实时化,（三）手段上的综合化,（四）侦察监视与攻击系统一体化,（五）提高侦察监视系统的生存能力,空间上的立体化,空间侦察监视网,空中侦察和预警网,地面侦察监视网,水下侦察监视网,速度上的适时化,现在靠人的五官和经验远远不能适应“适时侦察监视”的需要，唯一的办法是借助以计算机为核心的遥感图像自动分类和识别技术，提高信息处理和传输速度。,高技术战争火力、兵器机动能力强，作战节奏快，要求侦察监视提供信息的时间尽量最短，否则就不能满足现代作战的需要。,美E-3A预警机的侦察监视设备的信息处理速度极快 ！,同时跟踪600个目标,同时识别200个目标,同时处理300400个目标的信息,手段上的综合化,一方面要加强地面目标特征研究。,另一方面要加速研制新的红外、激光、微波遥感器，使用多种遥感器，同时观测同一地区，这样既能获得多种信息，又能增加侦察监视效果。,随着侦察监视技术的不断改进，各种反侦察设备和伪装干扰技术也得到了发展，为了识别伪装，提高侦察效果，侦察监视技术必须向综合化方向发展。,侦察监视与攻击系统一体化,侦察监视与攻击系统一体化就是将部队的侦察监视系统与武器装备有机地结合起来，构成一个合理的整体，以便及时发现和摧毁目标。,如有的遥控飞行器携带有侦察、跟踪、瞄准装置和弹药，侦察发现目标后，能很快将目标摧毁。,高空、高速,提高侦察监视系统的生存能力,超低空,隐 身,提高侦察监视系统的生存能力,空间侦察监视系统必须在躲避攻击、抗电子干扰、耐辐射等方面进一步采取措施。,提高侦察监视系统的生存能力,提高整个侦察监视系统自身的生存能力，又成了迫切需要解决的新课题。,四、侦察探测技术的发展趋势,一是发展新型的侦察探测监视装置,二是侦察探测、监视与攻击系统的一体化,三是强化侦察探测系统的多功能,四是发展新型航空航天侦察探测平台,复习思考题：,1、简述主动探测与被动探测技术的基本原理。 见：P139页关于有源探测与无源探测技术的论述。2、简述现代探测技术对作战的影响。 见：P143144页的五个方面。3、侦察探测的目的是什么？ 主要目的是探测目标。包括发现、识别、监视、跟 踪和定位。4、电磁波可以划分为哪些波段？ 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、r射线等。5、物体具体有的波谱特性是指什么？ 是指发射特性和反射特性。,6、什么是大气窗口？ 见：P138页。7、侦察探测技术按系统可分为哪些侦察探测系统？ 是指地（水）面、水下、空中、空间四大系统。8、侦察探测技术有哪些主要技术手段？ 是指无线电通信、雷达、声波、光电和红外五大侦察探测技术手段。9、侦察探测技术的发展趋势体现在哪些方面？ 见：P144页。10、目前军队中使用较多的先进雷达有哪些？ 是指（相控阵雷达 、合成孔径雷达 、脉冲多普勒雷达、双/多基地雷达 、超视距雷达等。）,