中國科學家創造奇蹟，利用尾跡追蹤美航母，甚至不花一分錢_風聞

利刃號

2024年07月26日 18:17:33 來自北京

近期，《南華早報》通過今年4月在我國《計算機仿真》期刊上發表的一篇論文，認為我國大連艦艇學院洪俊領導的研究小組，已經能從一些中低分辨率的衞星圖片中，成功識別出美國尼米茲級航空母艦、提康德羅加級巡洋艦和阿利·伯克級驅逐艦。這對我軍利用寬幅、中低分辨率成像偵察衞星，收集敵海上機動艦船偵察情報方面具有極大幫助。而寬幅、中低分辨率衞星圖像可通過商業或免費方式大量獲取的優點，也能作為高精度軍用偵查衞星的有效補充。

近期福建艦海試時的衞星圖片

雖然現在各大國的高分辨率軍用偵察衞星已經發射了不少，但因為這些分辨率超高的大型軍用偵察衞星，都存在製造週期長、費用昂貴的問題，所以為了彌補單顆衞星覆蓋範圍有限、提高重訪週期的需求，各國普遍只能通過增加衞星數量的辦法來解決。可這樣除了大幅消耗預算外，軍方的偵查能力提升其實仍舊比較緩慢。

而如果能充分利用大量商業衞星所提供的圖像資源，不但可以補充軍用偵察衞星的各種不足，還能節省大量經費——因為不少商業衞星圖片價格相對便宜，甚至還有大量免費衞星圖片可簡單獲取。其中，數量龐大的中低分辨率衞星圖片，也能通過技術處理，滿足我們在廣域海面搜尋敵方艦隊的需求。

雖然在只有幾十米甚至幾百米的中低分辨率的衞星圖片上，一艘大型軍艦可能只佔一個或幾個像素，比如在一個分辨率為250米的衞星圖片上，一艘美國尼米茲級航母可能只會表現為“一個像素點”，人眼幾乎無法進行分辨，因此只能依靠電腦和特殊算法進行輔助識別。

而洪俊研究小組的方法，可以通過分析軍艦航行時在艦艉產生的波浪形狀和長度，來判斷船隻的具體型號。因為不同的艦船在航行時，會在海面上形成獨特的波浪圖案，這比較類似於“指紋”。只要對這些獨特的波浪圖形和長度進行測量，就可以在數據庫中對比出軍艦型號。當然，要想在茫茫大海中準確識別出美國軍艦，還需要對某些參數進行優化。

而這就是洪俊團隊面臨的挑戰：如何從海洋環境噪聲中提取有用信息。因為雲層和海浪經常會遮擋軍艦尾跡的關鍵特徵，從而使原本分辨率就不高的衞星圖片更加難以識別。另外，這種方法對在實際海洋背景下航行的船隻而言，航行的尾跡還會因為船隻的速度變化而產生誤差。

而為了能“抵消”這些影響識別的障礙，洪俊團隊經過大量原始數據收集和仿真實驗，找到了針對不同艦船的修正參數，在通過這些特殊算法的修正，以及與大量實拍衞星圖片的尾跡對比，就可以成功在茫茫大海中分辨出美國海軍尼米茲級航母、提康德羅加級導彈巡洋艦和伯克級導彈驅逐艦的身影。

其實不光我國在研究利用更容易獲取、技術更強大的商業衞星資源，作為軍用情報來源的補充。其實作為衞星偵查的老牌大國，美國在這方面的技術實力和商業衞星市場的成熟度，也是世界首屈一指的。目前，經過幾十年發展和整合，美國已經形成了以三大商業衞星遙感巨頭，即麥克薩技術公司、行星公司和黑天全球公司。此外，還有以卡佩拉空間公司為代表的合成孔徑雷達衞星公司。他們以各自的核心優勢，在軌運營衞星總數量超過360餘顆，支撐起美國遙感衞星商業體系，形成了具備可見光成像、高光譜成像、雷達成像、視頻拍攝等多種對地觀測數據獲取能力。

商業衞星對海洋艦船的實時監控

但美國這些商業商業衞星公司走的都是“高分辨率衞星”的路子，在軌衞星基本都可以達到軍用遙感衞星的標準。比如麥克薩技術公司的“世界觀測-3”衞星分辨率在通過超分辨率算法後，可以達到0.15米的分辨率等級，直逼美國軍方最先進的“鎖眼”（KH-11）系列微型0.1米分辨率的水平。其他公司的衞星分辨率雖然沒有這麼“變態”，但普遍也能達到0.3-0.5米的水平，並且行星公司的“天空衞星”星座中的SkySat-1衞星還支持視頻拍攝能力。

美國商業衞星公司提供的俄軍塞瓦斯托波爾港口衞星圖

而美國政府和軍方對這麼龐大、技術先進的商業衞星公司的監管力度也很大，陸續出台了大量政策文件進行管理，並通過多個政府和軍方部門對商業衞星資源進行統一調用。而美國商業遙感衞星服務的主要應用部門，則是美國國家地理空間情報局和美國國家偵察局。商業遙感衞星數據或產品主要通過這兩個機構分發提供給美軍各作戰司令部、戰區司令部、軍兵種等軍方用户。同時，美軍也在近年加大了與商業衞星公司的合作力度，每年都耗巨資向商業衞星公司簽訂大量採購協議，以作為美軍衞星情報的補充或向美國扶持的外國勢力提供，比如烏克蘭。

我國長光衞星公司拍攝的美國海軍港口

由此可見，在利用大量商業衞星資源充當軍用衞星補充的做法，是當今各國的通用做法。只不過我國由於商業衞星行業正處於剛起步階段，長光等民營衞星公司雖然在技術上已經有了自己的特色，但與美國老牌商業衞星公司相比，仍在規模和技術深度上存在差距。因此我們現在努力挖掘更多的中低分辨率商業衞星資源潛力，以作為軍用偵查的有效補充，仍是非常有意義的創舉！