近年來，日本一直在努力從經(jīng)濟(jì)大國轉(zhuǎn)變?yōu)檎闻c軍事大國。而航天系統(tǒng)集現(xiàn)代高科技于一體，在奪取戰(zhàn)場(chǎng)信息優(yōu)勢(shì)、支援部隊(duì)作戰(zhàn)、提高武器裝備作戰(zhàn)效能等方面發(fā)揮著越來越大的作用，是日本成為軍事強(qiáng)國的必備因素。因此，日本一直在積極發(fā)展航天系統(tǒng)，提高航天技術(shù)能力，為其成為軍事大國奠定基礎(chǔ)。

日本航天偵察能力發(fā)展特點(diǎn)

積極發(fā)展民用遙感衛(wèi)星

多年來，日本投入大量資源積極發(fā)展民用衛(wèi)星項(xiàng)目。1987年5月，日本宇宙開發(fā)事業(yè)團(tuán)(NASDA)提出天基系統(tǒng)發(fā)展長期規(guī)劃。該規(guī)劃擬定了耗資9萬億日元全面建設(shè)日本空間體系的宏偉目標(biāo)。至1996年底，日本先后發(fā)射了“海洋觀測(cè)衛(wèi)星－1A”(MOS－1A)、“先進(jìn)地球觀測(cè)衛(wèi)星－1”(ADEOS－1)等對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星。2002年12月，發(fā)射了全色分辨率為2.5米的“先進(jìn)地球觀測(cè)衛(wèi)星－2”(ADEOS－2)。但衛(wèi)星在入軌后不到一年的時(shí)間就與地面失去聯(lián)系。此后，為提供本國急需的空間情報(bào)能力，日本又于2006年1月發(fā)射了全色分辨率為2.5米、多光譜分辨率為10米的“先進(jìn)陸地觀測(cè)衛(wèi)星－1”(ALOS－1)。盡管在開發(fā)過程中遇到許多問題，但日本始終在依靠自己的力量發(fā)展衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)，開發(fā)光學(xué)和全天時(shí)、全天候雷達(dá)成像技術(shù)，為日后自主發(fā)展軍事偵察衛(wèi)星奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

日本民用遙感衛(wèi)星均屬于軍民兩用系統(tǒng)，可根據(jù)軍事戰(zhàn)略的需要逐步轉(zhuǎn)化為軍用系統(tǒng)。其軍用偵察衛(wèi)星上的部分遙感器是在民用光學(xué)遙感器和合成孔徑雷達(dá)(SAR)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。比如，某些軍用光學(xué)偵察衛(wèi)星的遙感器源于“海洋觀測(cè)衛(wèi)星－1”系列衛(wèi)星搭載的多譜段電子自動(dòng)掃描輻射計(jì)，并通過對(duì)“日本地球資源衛(wèi)星”光學(xué)遙感器、“先進(jìn)地球觀測(cè)衛(wèi)星”先進(jìn)可見光和近紅外輻射計(jì)的改進(jìn)，進(jìn)一步提高軍用遙感器的分辨率。軍用雷達(dá)偵察衛(wèi)星則是在繼承“日本地球資源衛(wèi)星”上的合成孔徑雷達(dá)和“先進(jìn)陸地觀測(cè)衛(wèi)星”上的相控陣L頻段合成孔徑雷達(dá)技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)了分辨率為1～3米的合成孔徑雷達(dá)并采用了高增益的有源相控陣天線。

通過國際合作獲取高分辨率遙感衛(wèi)星圖像

從20世紀(jì)70年代初到9 0年代中后期，日本防衛(wèi)廳一直利用引進(jìn)的圖像情報(bào)處理系統(tǒng)接收美國“陸地衛(wèi)星”(LANDSAT)和法國“斯波特”(SPOT)衛(wèi)星拍攝的圖像。此外，日本還通過美國太空成像公司和以色列成像衛(wèi)星國際公司，分別接收“伊科諾斯”(IKONOS)和“地球遙感觀測(cè)衛(wèi)星－A”(EROS－A)的遙感數(shù)據(jù)。IKONOS衛(wèi)星可在4個(gè)多光譜波段上搜集數(shù)據(jù)，其標(biāo)定的地面分辨率為4米，同時(shí)還有一個(gè)分辨率為1米的全色波段，全色波段和多光譜波段能夠結(jié)合在一起，生成有效分辨率達(dá)l米的“全色增強(qiáng)”多光譜圖像。EROS－A衛(wèi)星標(biāo)稱分辨率為1.8米，利用“過采樣”和“超級(jí)采樣”技術(shù)時(shí)的分辨率可達(dá)1米和0.6米。日本廣島技術(shù)研究所建有1個(gè)接收EROS－A衛(wèi)星數(shù)據(jù)的接收中心。

自主研發(fā)偵察衛(wèi)星，謀求擁有獨(dú)立天基偵察手段

早在20世紀(jì)70年代末，日本防衛(wèi)廳就開始尋求建立自主的衛(wèi)星偵察手段，但受到國內(nèi)法律以及美國牽制，計(jì)劃被長期擱置。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，日本加快了天基偵察與情報(bào)力量的建設(shè)步伐。1997年度的日本《防衛(wèi)白皮書》提出，把用于通信、導(dǎo)航、偵察的衛(wèi)星系統(tǒng)作為“特別關(guān)注”的重點(diǎn)加以發(fā)展。

2008年5月，日本國會(huì)通過《宇宙基本法》，允許日本進(jìn)行“以防衛(wèi)為目的”的開發(fā)及利用空間的軍事行為。此法案徹底打破了日本在空間領(lǐng)域近40年的法律限制，為日本軍事利用空間、研制更高分辨率的偵察衛(wèi)星乃至發(fā)展彈道導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星鋪平了道路。

2009年1月，日本防衛(wèi)省(2007年1月9日，防衛(wèi)廳升格為防衛(wèi)省)發(fā)布了開發(fā)和利用外層空間的第一個(gè)軍事航天基本指南，決定了2020～2015年日本航天政策的主要走勢(shì)，確定了發(fā)展包括更多高分辨率成像衛(wèi)星，補(bǔ)充現(xiàn)有4顆“情報(bào)搜集衛(wèi)星”(IGS)星座；發(fā)展導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星；發(fā)展信號(hào)情報(bào)衛(wèi)星等一系列衛(wèi)星的目標(biāo)。

日本航天偵察能力分析

普查和詳查能力

目前，日本衛(wèi)星偵察手段僅局限于成像偵察。成像衛(wèi)星按其任務(wù)可分為普查型和詳查型。聯(lián)合國衛(wèi)星偵察機(jī)構(gòu)的一項(xiàng)研究表明：執(zhí)行普查任務(wù)需3～5米的地面分辨率，執(zhí)行詳查任務(wù)需0.2～2米的地面分辨率，而對(duì)目標(biāo)詳細(xì)描述則需0.15～0.3米的分辨率。

就日本在軌成像衛(wèi)星拍攝全色圖像時(shí)所能達(dá)到的地面分辨率而言，2011年9月23日發(fā)射的IGS－4A光學(xué)衛(wèi)星的分辨率為0.6米，與美國20世紀(jì)60－70年代KH－7光學(xué)成像衛(wèi)星0.66米的水平相當(dāng)，但未達(dá)到KH－11衛(wèi)星0.15米的水平。2011年12月12日發(fā)射的IGS－R3雷達(dá)衛(wèi)星采用第三代合成孔徑雷達(dá)，分辨率約為1米。由此可見，日本偵察衛(wèi)星的能力發(fā)展較快，目前已完全具備了天基偵察所需的普查能力，并具備了一定的詳查能力，在世界范圍內(nèi)處于較高水平。

全天時(shí)、全天候偵察能力

偵察的時(shí)效性主要表現(xiàn)在偵察要實(shí)現(xiàn)全天時(shí)、全天候；信息的實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)傳輸；對(duì)偵察目標(biāo)的快速重訪三個(gè)方面。天基偵察的全天時(shí)、全天候主要靠星載遙感器的多手段來實(shí)現(xiàn)，目前偵察衛(wèi)星比較常用的裝備包括：可見光相機(jī)、紅外相機(jī)、多譜段相機(jī)和合成孔徑雷達(dá)等，其中合成孔徑雷達(dá)能克服不良照相條件影響，實(shí)現(xiàn)全天時(shí)、全天候偵察。

日本自主發(fā)展天基偵察裝備雖然起步晚，但技術(shù)起點(diǎn)高，加之又有雄厚的資金支持，在短短幾年之內(nèi)就擁有了性能較先進(jìn)的光學(xué)和雷達(dá)成像衛(wèi)星，具備了全天時(shí)、全天候成像偵察能力。從設(shè)計(jì)之初，日本就在光學(xué)成像衛(wèi)星上同時(shí)裝載兩種遙感器，做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，節(jié)省發(fā)射和研制資金。如，IGS－AN星裝載了三線陣可見光遙感器(PRISM)和多光譜遙感器(AVNIR2)。此外，IGS－B衛(wèi)星攜帶了L波段的合成孔徑雷達(dá)(也有學(xué)者認(rèn)為采用了C波段或X波段)。

尤其值得注意的是，根據(jù)日本制定的偵察衛(wèi)星計(jì)劃，它通常以一顆光學(xué)成像衛(wèi)星和一顆合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星為一發(fā)射單元進(jìn)行協(xié)同工作?？梢?，日本這種獨(dú)特的組合發(fā)射方式，使它通過一次發(fā)射就可高效地獲得全天時(shí)、全天候的衛(wèi)星偵察能力，也由此一躍成為繼美國之后第二個(gè)同時(shí)擁有光學(xué)和雷達(dá)兩種成像衛(wèi)星的天基偵察大國。

實(shí)時(shí)傳輸能力

要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)偵察，就必須實(shí)現(xiàn)偵察信息的實(shí)時(shí)傳輸。通常，當(dāng)本國建立的地面站接收不到偵察衛(wèi)星的信息時(shí)，信息傳輸就主要通過星載飛行數(shù)據(jù)記錄儀(MDR)以及通信衛(wèi)星中繼兩種方式解決。前者是將偵察信息暫時(shí)存儲(chǔ)到記錄儀上，待衛(wèi)星運(yùn)行到地面站的接收區(qū)域后，再將這些數(shù)據(jù)回放。后者是將通信衛(wèi)星用作軌道間數(shù)據(jù)中繼手段，在相應(yīng)的地面站系統(tǒng)配合下，傳輸偵察衛(wèi)星信息。

日本國土狹小，對(duì)衛(wèi)星的接收范圍很有限，特別是低軌道衛(wèi)星信號(hào)更難以接收，這是日本衛(wèi)星普遍面臨的問題。為此，日本曾與澳大利亞政府談判，在其西部地區(qū)珀斯新建一個(gè)臨時(shí)地面接收站，以便接收本國偵察衛(wèi)星信號(hào)。但在別國領(lǐng)土上建站實(shí)施偵察畢竟要受制于人。為改變這種狀態(tài)，日本2002年9月使用H－2A火箭發(fā)射了一顆“數(shù)據(jù)中繼與跟蹤衛(wèi)星”(DRTS)，作為傳輸本國在軌民用遙感衛(wèi)星圖像以及偵察衛(wèi)星所獲信息的“中轉(zhuǎn)站”。此前，日本已分別利用其“工程試驗(yàn)衛(wèi)星4”(ETS4)、“通信廣播工程試驗(yàn)衛(wèi)星”(COMETS)和“軌道間光學(xué)通信工程試驗(yàn)衛(wèi)星”(0ICETS)進(jìn)行了S波段中繼鏈路、Ka波段中繼鏈路和激光通信鏈路試驗(yàn)。DRTS衛(wèi)星的成功發(fā)射表明，日本已完全達(dá)到近實(shí)時(shí)傳輸衛(wèi)星偵察信息的水平。

重訪能力

單就一顆衛(wèi)星而言，要實(shí)現(xiàn)對(duì)同一目標(biāo)的連續(xù)偵察，就必須擁有快速重訪能力，而時(shí)間分辨率則是衡量這一能力的重要指標(biāo)。一般來說，提高重訪能力的途徑有多種，如降低衛(wèi)星軌道，發(fā)射多顆衛(wèi)星組成偵察星座，或者給衛(wèi)星增加側(cè)視功能。日本偵察衛(wèi)星往往采取后兩種方式有效提高時(shí)間分辨率，從而將衛(wèi)星偵察的“盲區(qū)”降至最小?！扒閳?bào)搜集衛(wèi)星”系統(tǒng)當(dāng)前在軌的5顆衛(wèi)星均運(yùn)行在高約485千米的太陽同步軌道上，分別工作在兩個(gè)軌道面上，一組在上午飛越，另一組在下午飛越。各衛(wèi)星軌道回歸周期均為4天，對(duì)同一目標(biāo)每4天重訪一次，整個(gè)系統(tǒng)具備對(duì)全球任一目標(biāo)每天重訪一次的能力。此外，IGS衛(wèi)星還具有整星側(cè)擺的能力，如果衛(wèi)星在某一天因云層覆蓋等原因而無法對(duì)某一地區(qū)成像，那么它可在另一天用這種側(cè)擺觀測(cè)能力對(duì)該地區(qū)成像。

日本天基偵察裝備的發(fā)展趨勢(shì)

提高成像偵察衛(wèi)星性能，增加在軌數(shù)量

日本在2011年完成兩次偵察衛(wèi)星發(fā)射，進(jìn)一步補(bǔ)充并完善了“情報(bào)搜集衛(wèi)星”系統(tǒng)。目前，該系統(tǒng)有4顆光學(xué)成像衛(wèi)星和l顆雷達(dá)成像衛(wèi)星在軌。日本還計(jì)劃在2012年內(nèi)再發(fā)射一顆雷達(dá)成像衛(wèi)星，以保證在任何條件下對(duì)地球上任何地點(diǎn)每天至少偵察1次。

日本“情報(bào)搜集衛(wèi)星”系統(tǒng)采用光學(xué)成像衛(wèi)星和雷達(dá)成像衛(wèi)星相互組合的模式，克服了單一偵察手段的不足，具有全天候、全天時(shí)的對(duì)地偵察能力。此外，衛(wèi)星還采用了太陽同步軌道，可對(duì)世界任何目標(biāo)實(shí)施偵察監(jiān)視。但是，現(xiàn)有l(wèi)OS獲取的偵察數(shù)據(jù)主要是通過“通信廣播工程試驗(yàn)衛(wèi)星”、“數(shù)據(jù)中繼與跟蹤衛(wèi)星”等進(jìn)行傳遞，這些衛(wèi)星傳輸速度過低、收發(fā)容量小，直接影響了信息傳遞的時(shí)效性。為改變這種狀況，在偵察衛(wèi)星星座的建設(shè)中，日本還計(jì)劃引進(jìn)大容量商業(yè)通信衛(wèi)星。日本防衛(wèi)廳在2005年3月制定的一項(xiàng)情報(bào)戰(zhàn)略計(jì)劃中指出，應(yīng)通過引進(jìn)大容量商業(yè)通信衛(wèi)星，與偵察衛(wèi)星匹配成套，以求實(shí)時(shí)把衛(wèi)星搜集到的情報(bào)傳輸至地面指揮與控制中心。

日本防衛(wèi)省2011年9月30日發(fā)布的一份文件中披露，防衛(wèi)省已為2012年軍事航天計(jì)劃申請(qǐng)了2600億日元的預(yù)算，其中包括用于研制成像衛(wèi)星和購買天基紅外導(dǎo)彈預(yù)警傳感器的經(jīng)費(fèi)。

偵察衛(wèi)星小型化、輕量化

小衛(wèi)星可應(yīng)用于成像、環(huán)境遙感、通信、空間控制等領(lǐng)域。雖然在大規(guī)模通信和高分辨率成像方面不如大的衛(wèi)星平臺(tái)，但其具有費(fèi)用低、研制周期短、更新?lián)Q代快等優(yōu)勢(shì)。目前世界上只有美國、法國和以色列部署了軍用小衛(wèi)星。日本也在努力使其偵察衛(wèi)星小型化、輕量化從而進(jìn)一步提高機(jī)動(dòng)性。日本現(xiàn)已發(fā)射的第三代成像偵察衛(wèi)星，質(zhì)量僅為1.2噸，采用了更輕的材料以及高效太陽能電池板，機(jī)動(dòng)性大幅度提升。

日本航空航天探索局(JAXA)正在開發(fā)名為Hypersat的一系列50千克級(jí)或更小的衛(wèi)星。目前已確定了4個(gè)主要研究領(lǐng)域：用一組50千克級(jí)的衛(wèi)星進(jìn)行通信、觀測(cè)和測(cè)量；從低軌道進(jìn)行地球觀測(cè)和通信；用一組小于50千克的衛(wèi)星進(jìn)行在軌服務(wù)；用200千克的衛(wèi)星進(jìn)行深空探測(cè)。此外，JAXA正在考慮制造一種邊長40厘米的立方體衛(wèi)星，衛(wèi)星重50千克，其電子設(shè)備高度集成于一個(gè)組件中。這種衛(wèi)星的任務(wù)是從低軌道進(jìn)行高分辨率的地球成像和高速通信。JAXA預(yù)測(cè)，這種衛(wèi)星將可替代目前500千克的衛(wèi)星。

籌劃發(fā)展導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星

在日本安全保障會(huì)議和內(nèi)閣會(huì)議出臺(tái)的《2001－2005年度中期防衛(wèi)力量整備計(jì)劃》和《2005－2009年度中期防：衛(wèi)力最整備計(jì)劃》中，強(qiáng)調(diào)要建立并大力發(fā)展本國的彈道導(dǎo)彈防御(BMD)系統(tǒng)。根據(jù)防衛(wèi)預(yù)算計(jì)劃安排，日本BMD系統(tǒng)建設(shè)的重點(diǎn)包括加快戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)研究、更新導(dǎo)彈攔截系統(tǒng)、重組預(yù)警機(jī)部隊(duì)和獨(dú)立開發(fā)軍用偵察衛(wèi)星(包括導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星)四個(gè)方面。

日本計(jì)劃從09年開始，在5年內(nèi)研制出導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星。該衛(wèi)星將使日本在導(dǎo)彈防御任務(wù)中增強(qiáng)獨(dú)立性，同時(shí)又能對(duì)美國的導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)加以補(bǔ)充，因而日本財(cái)務(wù)省將其列入最高優(yōu)先級(jí)位置。日本在《宇宙基本計(jì)劃》中明確提出不僅要研制導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星，還要擴(kuò)展、強(qiáng)化預(yù)警監(jiān)視功能，研制可大幅度提高空間分辨率和觀測(cè)頻率，縮短數(shù)據(jù)處理時(shí)間，具備早期預(yù)警功能的遙感器等。

從近期公布的偵察衛(wèi)星計(jì)劃看，在2012年以前，日本不會(huì)擁有獨(dú)立的導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星偵察能力，更多地將依靠美國的導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星，并通過日美情報(bào)共享機(jī)制獲得別國彈道導(dǎo)彈發(fā)射的情況。預(yù)計(jì)在2020年前，日本將擁有針對(duì)彈道導(dǎo)彈的衛(wèi)星預(yù)警偵察能力。