遥感技术在军事上有什么用
在现代战争中,及时掌握准确的情报至关重要。随着科学技术的发展,当代军队的技术装备有了巨大的变化,军队机动性增强,作战纵深加大,甚至没有前方后方之分。尤其是在敌我双方不直接接触的条件下,如果还靠侦察兵去捉俘虏、捕“舌头”,或者靠深入敌后的间谍去窃取情报,已经很难满足需要了。这个重担现在已落到军事秘密的侦察兵——军事遥感技术上了。
现代的军事遥感技术,集结了当代科学技术的精华,凭借着飞机、人造卫星、航天飞机酌高度优势,从空间对战场以至远隔万水千山的大后方,实施大范围的、快速的、周期性的军事侦察,从而为战术、战役、战略决策提供可靠的情报。据有关文献报道,当代世界上80%以上的情报是靠遥感技术收集的。
军事遥感的发展主要经历了航空遥感和航天遥感两个阶段,大体可分为4个时期。
20世纪30年代以前为航空遥感的初始时期。1839年照相机108问世,1903年从飞机上拍下第一张空中照片,接着照相侦察在第一次大战中得到应用。
在第二次世界大战期间,航空遥感进入了实用阶段。这期间航空照相侦察技术迅速发展,有了自动航空照相机,胶片质量提高,品种增多,人们对成像原理和判读原理有了进一步认识,判讯和测图仪器也更新了,在整个大战期间航空照相侦察提供了大量的有价值的情报,对作战指挥起了重要作用。比如,1943年斯大林格勒战役中,航空照相侦察曾提供了德军机场、防御阵地和战斗队形、增援部队的输送、军队部署的变更等一系列情报。
20世纪五六十年代为从航空遥感向航天遥感的过渡时期,也是军事遥感进入大发展时期。在此期间完成了由单一遥感器向多种遥感器的过渡,研制了多光谱照相机和多光谱扫描仪,出现了可用于热辐射和夜间侦察的红外扫描仪,以及微波遥感器——侧视雷达。运载工具由一般的飞机向高空喷气机发展,如美国的U-2无人驾驶飞机,苏联的米格一25等。
到了20世纪60年代,美国的侦察卫星于1961年首次登场,从此开始了航天遥感阶段。前苏联不甘落后,急起直追。到现在为止,美国的航天遥感技术已发展到第5代;前苏联也已发展了第4代照相侦察卫垦,与美国不相上下。
美国利用卫星侦察其它国家的军事设施和核试验的情况,前苏联也利用卫星进行军事活动。
侦察卫星上装有各种仪器,可以在高空把地面上很小的目标拍成照片,经过特殊处理,辨认出飞机、舰艇、工厂、基地、阵地,以至车辆的型号等。近几年,多光谱照相机获得的彩色图片,可以识别伪装,使卫星的侦察效能大大提高。有一种侦察卫星上装有特殊的照相机,可以在160公里的高空,分辨出地面上的单个行人是军人还是居民。装有长波红外扫描器的卫星,可以根据从导弹地下井散发出来的热量来识别伪装,还能够识别帆布109罩伪装下的武器。如果在卫星上装上电视机,还能够提供图像,把侦察到的情报及时送到地面,在屏幕上显示出来。
当前,在空间轨道上运行着上千颗军事卫星,从事侦察、监视、通讯联络、指挥等军事活动。遥感技术与空间科学技术和计算机技术的紧密结合,已经在军事上得到了越来越广泛的应用。
什么是超导技术
在常温下,任何物体都有电阻。一些金属,例如银、铜、铅等,对电流的阻力很小,被称为导体。1911年,英国科学家卡曼林昂尼斯发现水银在-269。C的低温下,电阻突然消失为零。科学家把在低温下电阻为零的材料叫做超导材料。用超导材料做成的导体叫做超导体。
记录低温常使用绝对温标(也叫开氏温标)。绝对温标T(k)与摄氏温标t。C的换算关系是:
T(k)=(t+273)kt。C-(T-273)。C
两种温标每度之间的间隔相同。
从发现超导体到20世纪80年代初,科学家们陆续发现了1000多种超导材料,但它们一般都必须在23K(-250。C)的极低温下才能成为超导体。为了获得并保持这样的极低温,需要使用价格昂贵的液态氦,还要把液态氦储藏在绝热性能极好的容器中。因此限制了超导体的开发和应用。
20世纪80年代中期,申国、瑞士、日本、美国等国家的科学家纷纷找到了超过100K的超导体。在这种低温下,可以使用价格便宜很多的液氮代替液氦做制冷剂。这样一来,超导技术的研究与应用就进入一个崭新的蓬勃发展的时期。
超导体最突出的特点是直流电阻为零和具有完全的抗磁性。IIO这些特性使得导体在能源技术、电工技术、工业交通、科学实验以及医疗技术方面有着广泛的应用。例如:利用超导技术研制的超导磁浮列车在超导磁场的作用下,使车辆悬浮起来,与轨道脱离接触因而没有摩擦。超导磁浮列车的速度可以达到每小时500公里以上,相当于中速飞机的速度,而且噪音小,安全舒适。因此,超导磁浮列车已经成为新一代理想的快速地面交通工具。
直流超导电机具有体积小、功率高、噪音低的特点,很适用于船舶的电力推动。而交流超导发电机的效率可达99.5%,并且可以做成大容量的发电机。这对于节约能源和提高发电能力具有重要意义。
超导技术在医学上的应用,最成功也最引人注目的是核磁共振人体像。利用这一技术可以获得人体任意断面的清晰图像,这对于早期检测恶性肿瘤、心血管病变等具有重要作用。
此外,超导技术还可以应用于受控核聚变、高能物理实验、新一代计算机的研制等许多重要领域。可以预料,超导技术在不久的将来会有一个突破性的进展,成为一项举世瞩目的高技术。
什么是遥控制导
遥控制导是通过设在精确制导武器外部的制导站来测定目标和制导武器的相对位置,然后引导精确制导武器飞向目标。它可分指令制导和波束割导两大类。
指令制导系统由制导站和装在精确制导武器上的控制设备组成。制导站根据制导武器在飞行中的误差计算出控制指令,指令通过有线或无线的形式传输到制导武器上。无线指令制导的常见形式是微波雷达指令制导,由制导雷达分别测出目标和导弹的位置和速度,并根据这些数据计算出控制指令,然后发送出无线电III遥控指令纠正导弹的飞行误差,直至命中目标。这种制导方式的作用距离比较远,弹上设备的成本较低,但易受干扰,而且制导距离越远,精度越低,因此适于中段制导。
波束制导系统由指挥站和精确制导武器上的控制装置组成。指挥站发现目标后,对目标自动跟踪并通过雷达波束或激光波束照射目标,当精确制导武器进入波束后,控制装置自动测出其偏离波束中心的角度和方向,控制精确制导武器沿波束中心飞行,直至命中目标。波束制导系统的控制装置简单,成本低,可以同时制导数枚精确制导武器。而且因为控制装置直接接收波束能量,不易受到干扰。这种制导方式的缺点是整个攻击过程中,指挥站必须不间断地以波束照射目标,这样就使得指挥站及载体易受到对方攻击。
为什么全球定位系统(GPS)制导能够替代地图匹配制导
地图匹配制导系统通常用来修正远程惯性制导的误差。发射前要把选定的飞行路线中段和末段下方的若干地区的地面特征图,预先储存在弹上计算机内,当导弹飞行到这些地区时,将探测器现场实测到的地面图像同预先储存的地面图像作相关对照,检查两者的差别,计算出导弹的飞行误差,形成控制指令,就能控制导弹沿预定的航线飞向目标。储存在弹上的地面囹像是由侦察卫星或侦察飞机预先测定的,经过处理转换成数字信息后储存在弹上的计算机中。由于同一地域对于可见光、微波、红外光、激光所表现的地面特征不相同,从而可构成各种地图匹配制导。地图匹配制导可使射程为几千千米的导弹达到较高的命中度。
全球定位系统制导是通过24颗卫星组成的定位系统来定位和导航的。在精确制导武器上安装这种全球定位系统的接收机,就可在飞行过程中精确地测出自己的空间位置和飞行速度,用来修正惯性制导的误差。美国的全球定位系统于1993年投入使用,它不仅简便易行,而且用它替代地图匹配制导,可大大改善远程精确制导武器的性能。
什么是全球定位系统(GPS)
全球定位系统是美国陆、海、空三军共同使用的卫星空间无线电导航定位系统,它向美国军队提供陆、海、空全方位的准确、连续、全天候的全球定位和导航信息以及时间基准信息。
全球定位系统主要装备有卫星、监视卫星的地面控制站、3个上行站和5个监控站、导航定位信息接收设备。全系统有21颗在轨卫星及3颗在轨的备用卫星。卫星在6个不同的平面上沿地球轨道运行,平均高度为17700公里。主控站设在美国科罗拉多州的福尔肯空军站,负责监控卫星。5个监控站通过宽频带卫星通信系统对卫星进行跟踪,它们提供的信息则由主控站处理,并通过上行天线与卫星相接。
全球定位系统的作用是可为不同类型的飞机、舰艇及地面部队提供单信道、双信道和5信道的无线电接收机。这些接收机有天线、接收装置、信号处理装置、可挠模式接口设备和控制/显示设备。这些用户设备可自动选择处于最佳位置的4颗卫星,锁定其信号,计算出月户的位置、速度和时间。
1993年6月,全球定位系统正式投入使用。它的优点是:其卫星可向接收者提供地球上任何一点的精确度可达误差小于16米的位置数据,有的可达10米以内;测速精度优于0.1米/秒,授时精度优于1微秒。该系统提供的信息可广泛用于目标精确定位和武器发射等方面。