引 言

在未来的高技术局部战争条件下，制信息权已经成为赢得战争的首要条件。制信息权主要包括获取我方和敌方的有效信息，以及保证我方信息不被敌方获取。航空侦察一直是信息获取的主要方式，它能克服地面侦察设备受地形障碍物和地球曲率的限制，是各国军事侦察的重要手段。航空光电侦察具有隐蔽性强、直观性好、分辨率高等优点，能够实现全天时、大范围的战场监视、目标捕获、武器制导和告警对抗，已经成为战场夺取信息优势的重要手段。

1 航空光电系统的分类

根据航空光电侦察的作战任务需求，将机载光电系统主要分为凝视观瞄、情报侦察监视、红外搜索与跟踪以及告警与对抗四大类。
1.1 凝视观瞄凝视观瞄光电系统能够实现战役级战场侦察、目标识别、定位、武器制导以及毁伤效果评估，通常安装于电视摄像机、红外热像仪、激光测照器、激光光斑跟踪器等多种光电传感器，具有实时性强、作用距离远、瞄准精度高等特点。按其搭载不同飞机平台特点，可分为配装于常规飞机的 TUR-RET 型凝视观瞄吊舱、配装于战斗机的 POD 型凝视观瞄吊舱以及配装于隐身飞机的内埋式保形低RCS 光电搜索瞄准系统。典型的产品有 Raytheon公司研制 的 MTS-B 多光谱瞄准系统 ， Lockheed Martin 公司研制的 Sniper XR 吊舱和 EOTS 光电瞄准系统，如图 1 所示。
图 1 典型的凝视观瞄光电产品
MTS-B 多光谱瞄准系统采用多谱段传感器集成技术，极小视场采用多波段共孔径光学设计形式，电视、热像中大视场进行独立模块设计，选用1280×1024 锑化铟中波红外探测器和 640×512 短波红外探测器，集成光斑跟踪器、激光标示器，稳定方面则采用平台与反射镜复合的二级稳定，主要装备于美国空军 MQ-9“捕食者”B 无人攻击机和美国海军 MQ-4C“人鱼海神”无人机。
1.2 情报侦察监视情报侦察监视光电系统能够实时覆盖大范围地/海面侦察区域，以足够的分辨力执行目标鉴别并进行战场态势评估，具有距离远、侦察范围广、图像分辨率高等特点。典型的产品有 Goodrich公司研制的 DB-110 长焦倾斜相机和 Raytheon 公司研制的 ERU 光电系统，如图 2 所示。
图 2 典型的情报侦察监视光电产品
ERU 装备在美国 RQ-4“全球鹰”无人机上，是 1 种具有广域搜索侦察与目标精确定位能力的长焦距双波段高精度机载光电载荷。其采用全反射式双波段（中波红外和近红外）共孔径光学系统，安装在两轴稳定框架的内环中，通过高精度两轴稳定平台和快速反射镜（fast steering mirror, FSM）复合控制技术，在横滚、俯仰轴上按照规律运动，以实现无缝地理扫描，以步进凝视拍摄和图像实时拼接方式，形成幅宽 10 km 以上的侦察态势图，每昼夜监视范围可达 180000 km2。
1.3 红外搜索与跟踪红外搜索与跟踪光电系统用于对中远距离空中目标的搜索和预警，主要强调对弱小目标的探测能力和低虚警率，典型产品有欧洲台风战机装备 FLIR/IRST 搜索跟踪系统和俄罗斯 Su 系列战斗机装备的 OLS-35 光雷达，如图 3 所示。
图 3 典型的红外搜索与跟踪光电产品
OLS-35 光雷达将扫描型红外传感器、电视摄像机、激光测距机、目标指示器集成式稳定，信息综合显示输出。其功能是对目标进行全方位的搜索、探测、捕获、识别和跟踪测距，将角度坐标和距离数据输出给光电瞄准和导航系统，为中程空空导弹和集成火炮系统的异步射击提供目标指示。
1.4 告警与对抗告警与对抗光电系统能够对来袭导弹进行探测、威胁判断、威胁告警和对抗，具有作用距离远、探测概率高、虚警率低、调转速度快等特点[12]，典型产品有 Northrop Grummma 公司研制的 Nemesis对抗系统和英国 Selex Galileo 公司研制的 Eclipse对抗系统，如图 4 所示。Eclipse 对抗系统采用两轴定天镜方案，将激光和热像进行共光路设计，快速调转速度超过 1 200°/s，加速度为 4 000°/s2。
图 4 典型的告警与对抗光电产品

2 航空光电侦察技术的发展

“看得远、图像稳、大范围感知”是航空光电侦察的核心要求，推动着航空光电系统在光学实现、稳定平台演进、瞄准线稳定和态势感知等方面的关键技术不断进步。
2.1 光学实现如何在有限的包络空间和重量的约束下实现更广的使用范围和更远的作用距离，是机载光电系统永恒的追求主题。传统的光电系统由结构相互独立的光电传感器模块组成，各模块之间交联关系明确、互换性强、后期维护成本低，典型产品有 FLIR 公司研制的 BRITE Star 系列光电系统，如图 5所示。
图 5 BRITE Star 光电系统更广的使用范围和更远的作用距离要求更多类型光电传感器、更长焦距、更大光学孔径，互相独立的光电传感器模块均需要独立的光学系统、结构部件和电子单元，这导致光电系统的体积和重量急剧增大、适装性变差。因此，在光学实现上采用多波段共光路方式，通过不同的光路设计、分光方式满足不同波段的成像质量和透过率需求。典型产品有 Raytheon 公司研制的 MTS-B 多光谱瞄准系统，如图 6 所示。
图6 MTS-B多光谱