机载光电侦察装备发展现状分析

admin管理员组

文章数量:1565369

2024年5月15日发(作者：)

机载光电侦察装备发展现状分析

作者：张岚 赵显宇 熊钟秀

来源：《航空科学技术》2022年第07期

摘要：本文主要从航空侦察平台、典型机载光电侦察装备、机载光电侦察技术三个方面介

绍机载光电侦察系统的发展现状及光电侦察技术研究现状。重点分析了多光谱探测、偏振探

测、基于深度学习的目标识别等多种光电侦察技术的原理及应用发展趋势。最后，通过分析航

空平台和光电探测技术的发展趋势，提出我国机载光电侦察装备的发展建议。

关键词：侦察；光电探测；机载装备

中图分类号：V248.1文献标识码：ADOI：10.19452/1007-5453.2022.07.001

基金项目：高分辩率对地观测系统重大专项（52-L10D01-0613-20/22）

在现代军事斗争中，信息的获取能力成为决定战争发展的主要因素。美国等西方国家将情

报、监视和侦察系统（ISR）所涉及的装备、数据综合到一起供作战指挥与决策。后来美国又

将ISR系统与指挥（command）、控制（control）、通信（communication）和计算机

（computer）系统统一到一起，形成C4ISR系统，构成现代军队的神经中枢。

机载光电侦察作为C4ISR系统的重要一环，是指利用光电探测手段，在飞机等航空平台

上获取敌方目标分布、地形信息、人员及装备活动的军事斗争手段。光电侦察装备是指利用目

标及背景对各类光源的不同反射特性或其自身辐射的差异来进行探测、识别乃至瞄准、跟踪的

军用仪器或系统。相对雷达、声学等侦察设备，光电侦察装备成像效果直观，利于人员判读；

光电侦察设备大多属于无源探测设备，隐蔽性好，不容易被敌方探测；并且光电侦察设备抗干

扰性能好，可以在强电磁对抗环境中工作，是侦察体系中不可或缺的重要装备。机载光电监视

侦察系统能够利用航空平台快速、灵活的优势高效地对目标进行大范围、远距离侦察，提供实

时的战场态势情报，数十年来，机载光电侦察装备的应用为军事斗争的形态带来了深远的影响

[1]。

从使用上讲，机载光电侦察包括光电侦察和光电监视两种类型，光电侦察主要指在大范围

内对目标区域进行探测、识别等；而光电监视则主要是对已知目标进行观察，掌握目标随时间

的变化情况。相对雷达等侦察手段，光电侦察可以实现被动探测，降低了被敌方发现的风险。

同时得益于可见光及红外探测技术的发展，光电侦察可以实现高分辨、高帧频成像，成为提供

战场支援和夺取信息优势的重要手段。

1国外主要航空侦察平台

机载侦察装备是依托航空侦察平台而发挥作用的，航空平台的飞行速度、飞行高度，以及

其隐身、气动要求都会直接影响航空侦察的结构甚至功能。而机载侦察装备（载荷）的性能与

功能又直接影响航空侦察平台的效能与工作方式。航空侦察平台与光电侦察装备如何搭配使用

主要取决于航空侦察任务需求与使用场景。不同侦察任务对区域范围、时效性乃至侦察设备的

性能要求都有不同。一般来说，侦察任务是军事活动的重要前提，是军事情报获取的基本手

段。在军事斗争的早期，一般由专用的大型侦察机平台攜带高性能光电侦察装备对目标作战区

进行广域搜索，获得全面完整的战场态势信息；在军事斗争进行中，战术侦察任务又成为侦察

活动的主要形式，其特点是侦察区域小，时效性要求高。往往采用战斗机、无人机或直升机等

航空战术平台加挂光电吊舱等多种形式的侦察装备对特定目标进行探测、识别及跟踪。

在分析机载光电侦察装备之前首先应该对目前主要的航空侦察平台进行梳理[2-4]。专用侦

察机是执行航空侦察任务的重要平台，典型机型有美国的SR-71侦察机、U-2侦察机、EP-3侦

察机、EP-8侦察机，以及RC-135侦察机（见图1）等。其中SR-71侦察机由洛克希德公司研

制，1966年开始在美军服役，该机实用侦察高度达到24000m，最大飞行速度超过Ma 3，装备

有可见光、红外及合成孔径雷达等侦察设备。U-2侦察机同样由洛克希德公司研制，于1956

年进入美军服役，实用升限同样超过24000m，但其早期型号有效侦察高度仅为5000～

15000m，装备有8台照相侦察用全自动照相机，还可安装合成孔径雷达。U-2侦察机一直服役

至今，其航电装置也在进行不断升级。而后三种侦察机均是在客机平台上改造而成，机体空间

较大，搭载的侦察设备种类比较多，使用及维护成本较低。

此外，侦察型直升机也是航空侦察的重要平台。由于其出动灵活度较高，侦察性直升机可

以配属在海面舰艇上或在一些地面战场中使用。典型的侦察型直升机有美国RAH-66“科曼奇”

直升机，俄罗斯卡-31、卡-52直升机，法国“地平线”直升机，英国“海王”直升机等。美国陆军

在2018年提出了“未来攻击侦察直升机”（FARA）计划，开启了下一代军用直升机的研发。

近些年，世界各主要国家都在大力发展无人侦察平台，无人机使用效费比很高，成为当前

的局部战争中使用频率最高的武器之一。典型无人侦察机有“扫描鹰”无人侦察机、RQ-4“全球

鹰”无人侦察机、MQ-8无人直升机（见图2），以及RQ-170隐身无人侦察机。此外，兼顾侦

察与打击功能的无人机也在国际市场受到大量的关注，如美国的MQ-1、MQ-9系列无人机

（见图3），以色列“赫尔墨斯”900型无人机以及俄罗斯“猎户座”无人机，我国的“翼龙”系列无

人机在该类机型中处于世界先进水平[5]。

除有人/无人飞机和直升机平台外，近些年飞艇等浮空平台再次得到人们的关注。飞艇具

有留空时间长、覆盖面积大、能源消耗低等诸多优点，可作为边防、海防的空中监测平台。尤

其是一些飞艇还能在平流层内长时间停留，可以进行低空预警。目前，美国军方将多艘飞艇

（见图4）部署在伊拉克、阿富汗及其他地方，用于执行持久监视任务，这些平台执行任务的

时间可达数周乃至数月。

2典型机载光电侦察装备

针对机载平台与使用需求的不同，机载光电侦察装备主要有内装式和吊舱式两种类型。内

装式光电侦察设备装载在航空平臺内部，在机身留出光窗，通常在一些对隐身性或气动要求高

的平台中使用；而吊舱式侦察设备可以挂在机头、机腹乃至机翼处，使用较为灵活。

不同的机载光电侦察传感器配置差异也比较大。有的只配置单红外传感器，有的只配置单

可见光传感器，有的可以实现红外/可见光组合侦察。随着光电探测技术的发展，光电吊舱的

传感器配置也在逐渐丰富，本节对几类典型的机载侦察装备进行介绍[6-9]。

2.1光电侦察吊舱

依据装机条件、结构外形的不同，常见的光电吊舱主要有转塔式和吊舱式两种类型。吊舱

型光电侦察系统主要用于战斗机等机动性强的平台，其外形必须满足一定的径长比以满足高速

气动要求，通过外挂物挂架与飞机相连，拆装灵活，通用性较强，但体积较大、重量较重。转

塔型光电吊舱多用于直升机、无人机以及部分巡逻侦察机等相对飞行速度较慢的飞行器，它一

般与飞机固连，成为飞机的一个组成部分。

典型的转塔式光电侦察系统有加拿大L-3韦斯凯（Wescam）公司生产的MX-20系列吊舱

（见图5）以及美国菲力尔（FLIR）公司研制的Safire系列吊舱（见图6）。MX-20是一款

90kg级的高性能远距多传感器成像系统，红外成像分辨率有640×512或1280×1024可选，支

持4个视场切换；可见光可提供720P和1080P两种分辨率，可连续变焦；此外还提供30km

测距能力的激光测距器和激光照射器。该系列吊舱在美军P-8A、HC-130H、德军P-3C以及部

分无人机、直升机和浮空平台上均有装备。Safire系列吊舱同样提供上述分辨率的红外及可见

光相机，光学镜头可120倍变焦，红外窄视场为0.25°，宽视场为40°，电视摄像机窄视场为

0.25°，宽视场为29°，此外还可提供近红外微光电视、短波红外成像、激光测距等功能。该系

列吊舱同样在部分无人机、直升机及运输机平台上装备。

典型的吊舱式光电侦察系统有美国MS-177吊舱，法国泰雷兹公司的机载侦察识别系统

（airborne reconnaissance observation system， AREOS）及泰勒斯英国公司研制的数字联合侦察

吊舱（digital joint reconnaissance pod， DJRP）。MS-177吊舱（见图7）是从DB-110吊舱、

MS-110吊舱一路升级而来，由原美国联合技术公司（现雷神技术公司）研制，可提供可见

光、近红外、短波红外及中波红外图像，成像焦距达到了177in（约4496mm），识别距离达

到80km。在短波红外及中波红外波段内还分出6个波段实现多光谱成像、每小时侦察覆盖面

积可达37000km2。泰勒斯公司的DJRP吊舱可提供可见光及长波红外图像，其中可见光传感

器支持6倍光学变焦。DJRP吊舱（见图8）工作时光电传感器处于扫描状态，以实现对广域

范围的侦察。

除传统的吊舱之外，近些年也有一些特殊外形的机载侦察装备。如装备在以色列“赫尔墨

斯”900型无人机（见图9）上的“天空之眼”监视系统。将多孔径成像系统直接安装在机腹下，

可在临空状态下对80km2左右范围内的地面区域进行持续监视。另外，它可以在实时观察时

以特定分辨率和放大率记录和显示图像，利用不同观察角和放大率，用户可以同时分别观看

10个以上感兴趣区域，在任何时候都可以“及时回放”，以分析态势的发展。

2.2内装式光电侦察装备

典型的内装式光电侦察系统有原美国雷神公司研制的综合传感器系统（ISS）以及原美国

柯林斯公司研制的“毕业生”电光侦察系统（SYERS），目前上述公司已经合并，组建了新的

“雷神技术公司”。ISS系统主要装备在美国RQ-4“全球鹰”无人机上，包含一台1024×1024像素

数可见光传感器和一台640×512中波红外传感器，对地面进行远距离、高分辨率、倾斜侦察成

像，同时利用飞机的飞行运动将扫描向前递推，从而获得广阔地域内的连续图像。ISS系统的

相关技术已被融合进雷神技术公司下一代“休斯”综合监视识别系统（HISAR）中。SYERS-2C

系统已经应用于美国U-2侦察机中（见图10），可提供可见光、近红外、短波红外、中波红

外10个光谱波段图像，并且可对移动及静止目标进行探测、跟踪与评估。

3机载光电侦察技术

光电侦察装备的能力形成主要依赖光电探测技术的发展。可见光和红外探测技术已经发展

多年，在机载侦察领域，限制可见光和红外探测性能的主要因素是探测器的性能以及光和热在

大气传播过程中的衰减，相关技术的研究资料丰富，本文不再作过多介绍。本节主要介绍多光

谱探测、偏振探测和深度学习等新型技术的原理及在机载光电侦察领域的应用[10]。

3.1多光谱/高光谱探测技术

目前，伪装技术的发展对目标探测和识别技术提出了挑战。然而，伪装目标与真实目标的

光谱图像信息之间存在着细微差异，光谱特性是物质的基本属性，不同波长的光谱反映原子或

分子内能级跃迁的类型，通过分析这些光谱差别可以区分出真实目标与伪装目标之间的物质特

征差异，从而实现反伪装探测。多光谱/高光谱成像是将传统光学成像技术和光谱测量技术相

结合的一种新型侦察技术，其获取的信息不仅包括二维空间信息，还包含随波长分布的光谱辐

射信息。我们可以通过多光谱/高光谱成像技术来分析被观测物体的光谱特征，从而探测、识

别和评估表面材料，进而实现目标探测和地形分类。

2典型机载光电侦察装备

针对机载平台与使用需求的不同，机载光电侦察装备主要有内装式和吊舱式两种类型。内

装式光电侦察设备装载在航空平台内部，在机身留出光窗，通常在一些对隐身性或气动要求高

的平台中使用；而吊舱式侦察设备可以挂在机头、机腹乃至机翼处，使用较为灵活。

不同的机载光电侦察传感器配置差异也比较大。有的只配置单红外传感器，有的只配置单

可见光传感器，有的可以实现红外/可见光组合侦察。随着光电探测技术的发展，光电吊舱的

传感器配置也在逐渐丰富，本节对几类典型的机载侦察装备进行介绍[6-9]。

2.1光电侦察吊舱

依据装机条件、结构外形的不同，常见的光电吊舱主要有转塔式和吊舱式两种类型。吊舱

型光电侦察系统主要用于战斗机等机动性强的平台，其外形必须满足一定的径长比以满足高速

气动要求，通过外挂物挂架与飞机相连，拆装灵活，通用性较强，但体积较大、重量较重。转

塔型光电吊舱多用于直升机、无人机以及部分巡逻侦察机等相对飞行速度较慢的飞行器，它一

般与飞机固连，成为飞机的一个组成部分。

典型的转塔式光电侦察系统有加拿大L-3韦斯凯（Wescam）公司生产的MX-20系列吊舱

（见图5）以及美国菲力尔（FLIR）公司研制的Safire系列吊舱（见图6）。MX-20是一款

90kg级的高性能远距多传感器成像系统，红外成像分辨率有640×512或1280×1024可选，支

持4个视场切换；可见光可提供720P和1080P两种分辨率，可连续变焦；此外还提供30km

测距能力的激光测距器和激光照射器。该系列吊舱在美军P-8A、HC-130H、德军P-3C以及部

分无人机、直升机和浮空平台上均有装备。Safire系列吊舱同样提供上述分辨率的红外及可见

光相机，光学镜头可120倍变焦，红外窄视场为0.25°，宽视场为40°，电视摄像机窄视场为

0.25°，宽视场为29°，此外还可提供近红外微光电视、短波红外成像、激光测距等功能。该系

列吊舱同样在部分无人机、直升机及运输机平台上装备。

典型的吊舱式光电侦察系统有美国MS-177吊舱，法国泰雷兹公司的机载侦察识别系统

（airborne reconnaissance observation system， AREOS）及泰勒斯英国公司研制的数字联合侦察

吊舱（digital joint reconnaissance pod， DJRP）。MS-177吊舱（见图7）是从DB-110吊舱、

MS-110吊舱一路升级而来，由原美国联合技术公司（现雷神技术公司）研制，可提供可见

光、近红外、短波红外及中波红外图像，成像焦距达到了177in（约4496mm），识别距离达

到80km。在短波红外及中波红外波段内还分出6个波段实现多光谱成像、每小时侦察覆盖面

积可达37000km2。泰勒斯公司的DJRP吊舱可提供可见光及长波红外图像，其中可见光传感

器支持6倍光学变焦。DJRP吊舱（见图8）工作时光电传感器处于扫描状态，以实现对广域

范围的侦察。

除傳统的吊舱之外，近些年也有一些特殊外形的机载侦察装备。如装备在以色列“赫尔墨

斯”900型无人机（见图9）上的“天空之眼”监视系统。将多孔径成像系统直接安装在机腹下，

可在临空状态下对80km2左右范围内的地面区域进行持续监视。另外，它可以在实时观察时

以特定分辨率和放大率记录和显示图像，利用不同观察角和放大率，用户可以同时分别观看

10个以上感兴趣区域，在任何时候都可以“及时回放”，以分析态势的发展。

2.2内装式光电侦察装备

典型的内装式光电侦察系统有原美国雷神公司研制的综合传感器系统（ISS）以及原美国

柯林斯公司研制的“毕业生”电光侦察系统（SYERS），目前上述公司已经合并，组建了新的

“雷神技术公司”。ISS系统主要装备在美国RQ-4“全球鹰”无人机上，包含一台1024×1024像素

数可见光传感器和一台640×512中波红外传感器，对地面进行远距离、高分辨率、倾斜侦察成

像，同时利用飞机的飞行运动将扫描向前递推，从而获得广阔地域内的连续图像。ISS系统的

相关技术已被融合进雷神技术公司下一代“休斯”综合监视识别系统（HISAR）中。SYERS-2C

系统已经应用于美国U-2侦察机中（见图10），可提供可见光、近红外、短波红外、中波红

外10个光谱波段图像，并且可对移动及静止目标进行探测、跟踪与评估。

3机载光电侦察技术

光电侦察装备的能力形成主要依赖光电探测技术的发展。可见光和红外探测技术已经发展

多年，在机载侦察领域，限制可见光和红外探测性能的主要因素是探测器的性能以及光和热在

大气传播过程中的衰减，相关技术的研究资料丰富，本文不再作过多介绍。本节主要介绍多光

谱探测、偏振探测和深度学习等新型技术的原理及在机载光电侦察领域的应用[10]。

3.1多光谱/高光谱探测技术

目前，伪装技术的发展对目标探测和识别技术提出了挑战。然而，伪装目标与真实目标的

光谱图像信息之间存在着细微差异，光谱特性是物质的基本属性，不同波长的光谱反映原子或

分子内能级跃迁的类型，通过分析这些光谱差别可以区分出真实目标与伪装目标之间的物质特

征差异，从而实现反伪装探测。多光谱/高光谱成像是将传统光学成像技术和光谱测量技术相

结合的一种新型侦察技术，其获取的信息不仅包括二维空间信息，还包含随波长分布的光谱辐

射信息。我们可以通过多光谱/高光谱成像技术来分析被观测物体的光谱特征，从而探测、识

别和评估表面材料，进而实现目标探测和地形分类。

2典型机载光电侦察装备

针对机载平台与使用需求的不同，机载光电侦察装备主要有内装式和吊舱式两种类型。内

装式光电侦察设备装载在航空平台内部，在机身留出光窗，通常在一些对隐身性或气动要求高

的平台中使用；而吊舱式侦察设备可以挂在机头、机腹乃至机翼处，使用较为灵活。

不同的机载光电侦察传感器配置差异也比较大。有的只配置单红外传感器，有的只配置单

可见光传感器，有的可以实现红外/可见光组合侦察。随着光电探测技术的发展，光电吊舱的

传感器配置也在逐渐丰富，本节对几类典型的机载侦察装备进行介绍[6-9]。

2.1光电侦察吊舱

依据装机条件、结构外形的不同，常见的光电吊舱主要有转塔式和吊舱式两种类型。吊舱

型光电侦察系统主要用于战斗机等机动性强的平台，其外形必须满足一定的径长比以满足高速

气动要求，通过外挂物挂架与飞机相连，拆装灵活，通用性较强，但体积较大、重量较重。转

塔型光电吊舱多用于直升机、无人机以及部分巡逻侦察机等相对飞行速度较慢的飞行器，它一

般与飞机固连，成为飞机的一个组成部分。

典型的转塔式光电侦察系统有加拿大L-3韦斯凯（Wescam）公司生产的MX-20系列吊舱

（见图5）以及美国菲力尔（FLIR）公司研制的Safire系列吊舱（见图6）。MX-20是一款

90kg级的高性能远距多传感器成像系统，红外成像分辨率有640×512或1280×1024可选，支

持4个视场切换；可见光可提供720P和1080P两种分辨率，可连续变焦；此外还提供30km

测距能力的激光测距器和激光照射器。该系列吊舱在美军P-8A、HC-130H、德军P-3C以及部

分无人机、直升机和浮空平台上均有装备。Safire系列吊舱同样提供上述分辨率的红外及可见

光相机，光学镜头可120倍变焦，红外窄视场为0.25°，宽视场为40°，电视摄像机窄视场为

0.25°，宽视场为29°，此外还可提供近红外微光电视、短波红外成像、激光测距等功能。该系

列吊舱同样在部分无人机、直升机及运输机平台上装备。

典型的吊舱式光电侦察系统有美国MS-177吊舱，法国泰雷兹公司的机载侦察识别系统

（airborne reconnaissance observation system， AREOS）及泰勒斯英国公司研制的数字联合侦察

吊舱（digital joint reconnaissance pod， DJRP）。MS-177吊舱（见图7）是从DB-110吊舱、

MS-110吊舱一路升级而来，由原美国联合技术公司（现雷神技术公司）研制，可提供可见

光、近红外、短波红外及中波红外图像，成像焦距达到了177in（约4496mm），识别距离达

到80km。在短波红外及中波红外波段内还分出6个波段實现多光谱成像、每小时侦察覆盖面

积可达37000km2。泰勒斯公司的DJRP吊舱可提供可见光及长波红外图像，其中可见光传感

器支持6倍光学变焦。DJRP吊舱（见图8）工作时光电传感器处于扫描状态，以实现对广域

范围的侦察。

除传统的吊舱之外，近些年也有一些特殊外形的机载侦察装备。如装备在以色列“赫尔墨

斯”900型无人机（见图9）上的“天空之眼”监视系统。将多孔径成像系统直接安装在机腹下，

可在临空状态下对80km2左右范围内的地面区域进行持续监视。另外，它可以在实时观察时

以特定分辨率和放大率记录和显示图像，利用不同观察角和放大率，用户可以同时分别观看

10个以上感兴趣区域，在任何时候都可以“及时回放”，以分析态势的发展。

2.2内装式光电侦察装备

典型的内装式光电侦察系统有原美国雷神公司研制的综合传感器系统（ISS）以及原美国

柯林斯公司研制的“毕业生”电光侦察系统（SYERS），目前上述公司已经合并，组建了新的

“雷神技术公司”。ISS系统主要装备在美国RQ-4“全球鹰”无人机上，包含一台1024×1024像素

数可见光传感器和一台640×512中波红外传感器，对地面进行远距离、高分辨率、倾斜侦察成

像，同时利用飞机的飞行运动将扫描向前递推，从而获得广阔地域内的连续图像。ISS系统的

相关技术已被融合进雷神技术公司下一代“休斯”综合监视识别系统（HISAR）中。SYERS-2C

系统已经应用于美国U-2侦察机中（见图10），可提供可见光、近红外、短波红外、中波红

外10个光谱波段图像，并且可对移动及静止目标进行探测、跟踪与评估。

3机载光电侦察技术

光电侦察装备的能力形成主要依赖光电探测技术的发展。可见光和红外探测技术已经发展

多年，在机载侦察领域，限制可见光和红外探测性能的主要因素是探测器的性能以及光和热在

大气传播过程中的衰减，相关技术的研究资料丰富，本文不再作过多介绍。本节主要介绍多光

谱探测、偏振探测和深度学习等新型技术的原理及在机载光电侦察领域的应用[10]。

3.1多光谱/高光谱探测技术

目前，伪装技术的发展对目标探测和识别技术提出了挑战。然而，伪装目标与真实目标的

光谱图像信息之间存在着细微差异，光谱特性是物质的基本属性，不同波长的光谱反映原子或

分子内能级跃迁的类型，通过分析这些光谱差别可以区分出真实目标与伪装目标之间的物质特

征差异，从而实现反伪装探测。多光谱/高光谱成像是将传统光学成像技术和光谱测量技术相

结合的一种新型侦察技术，其获取的信息不仅包括二维空间信息，还包含随波长分布的光谱辐

射信息。我们可以通过多光谱/高光谱成像技术来分析被观测物体的光谱特征，从而探测、识

别和评估表面材料，进而实现目标探测和地形分类。

2典型机载光电侦察装备

针对机载平台与使用需求的不同，机载光电侦察装备主要有内装式和吊舱式两种类型。内

装式光电侦察设备装载在航空平台内部，在机身留出光窗，通常在一些对隐身性或气动要求高

的平台中使用；而吊舱式侦察设备可以挂在机头、机腹乃至机翼处，使用较为灵活。

不同的机载光电侦察传感器配置差异也比较大。有的只配置单红外传感器，有的只配置单

可见光传感器，有的可以实现红外/可见光组合侦察。随着光电探测技术的发展，光电吊舱的

传感器配置也在逐渐丰富，本节对几类典型的机载侦察装备进行介绍[6-9]。

2.1光电侦察吊舱

依据装机条件、结构外形的不同，常见的光电吊舱主要有转塔式和吊舱式两种类型。吊舱

型光电侦察系统主要用于战斗机等机动性强的平台，其外形必须满足一定的径长比以满足高速

气动要求，通過外挂物挂架与飞机相连，拆装灵活，通用性较强，但体积较大、重量较重。转

塔型光电吊舱多用于直升机、无人机以及部分巡逻侦察机等相对飞行速度较慢的飞行器，它一

般与飞机固连，成为飞机的一个组成部分。

典型的转塔式光电侦察系统有加拿大L-3韦斯凯（Wescam）公司生产的MX-20系列吊舱

（见图5）以及美国菲力尔（FLIR）公司研制的Safire系列吊舱（见图6）。MX-20是一款

90kg级的高性能远距多传感器成像系统，红外成像分辨率有640×512或1280×1024可选，支

持4个视场切换；可见光可提供720P和1080P两种分辨率，可连续变焦；此外还提供30km

测距能力的激光测距器和激光照射器。该系列吊舱在美军P-8A、HC-130H、德军P-3C以及部

分无人机、直升机和浮空平台上均有装备。Safire系列吊舱同样提供上述分辨率的红外及可见

光相机，光学镜头可120倍变焦，红外窄视场为0.25°，宽视场为40°，电视摄像机窄视场为

0.25°，宽视场为29°，此外还可提供近红外微光电视、短波红外成像、激光测距等功能。该系

列吊舱同样在部分无人机、直升机及运输机平台上装备。

典型的吊舱式光电侦察系统有美国MS-177吊舱，法国泰雷兹公司的机载侦察识别系统

（airborne reconnaissance observation system， AREOS）及泰勒斯英国公司研制的数字联合侦察

吊舱（digital joint reconnaissance pod， DJRP）。MS-177吊舱（见图7）是从DB-110吊舱、

MS-110吊舱一路升级而来，由原美国联合技术公司（现雷神技术公司）研制，可提供可见

光、近红外、短波红外及中波红外图像，成像焦距达到了177in（约4496mm），识别距离达

到80km。在短波红外及中波红外波段内还分出6个波段实现多光谱成像、每小时侦察覆盖面

积可达37000km2。泰勒斯公司的DJRP吊舱可提供可见光及长波红外图像，其中可见光传感

器支持6倍光学变焦。DJRP吊舱（见图8）工作时光电传感器处于扫描状态，以实现对广域

范围的侦察。

除传统的吊舱之外，近些年也有一些特殊外形的机载侦察装备。如装备在以色列“赫尔墨

斯”900型无人机（见图9）上的“天空之眼”监视系统。将多孔径成像系统直接安装在机腹下，

可在临空状态下对80km2左右范围内的地面区域进行持续监视。另外，它可以在实时观察时

以特定分辨率和放大率记录和显示图像，利用不同观察角和放大率，用户可以同时分别观看

10个以上感兴趣区域，在任何时候都可以“及时回放”，以分析态势的发展。

2.2内装式光电侦察装备

典型的内装式光电侦察系统有原美国雷神公司研制的综合传感器系统（ISS）以及原美国

柯林斯公司研制的“毕业生”电光侦察系统（SYERS），目前上述公司已经合并，组建了新的

“雷神技术公司”。ISS系统主要装备在美国RQ-4“全球鹰”无人机上，包含一台1024×1024像素

数可见光传感器和一台640×512中波红外传感器，对地面进行远距离、高分辨率、倾斜侦察成

像，同时利用飞机的飞行运动将扫描向前递推，从而获得广阔地域内的连续图像。ISS系统的

相关技术已被融合进雷神技术公司下一代“休斯”综合监视识别系统（HISAR）中。SYERS-2C

系统已经应用于美国U-2侦察机中（见图10），可提供可见光、近红外、短波红外、中波红

外10个光谱波段图像，并且可对移动及静止目标进行探测、跟踪与评估。

3机载光电侦察技术

光电侦察装备的能力形成主要依赖光电探测技术的发展。可见光和红外探测技术已经发展

多年，在机载侦察领域，限制可见光和红外探测性能的主要因素是探测器的性能以及光和热在

大气传播过程中的衰减，相关技术的研究资料丰富，本文不再作过多介绍。本节主要介绍多光

谱探测、偏振探测和深度学习等新型技术的原理及在机载光电侦察领域的应用[10]。

3.1多光谱/高光谱探测技术

目前，伪装技术的发展对目标探测和识别技术提出了挑战。然而，伪装目标与真实目标的

光谱图像信息之间存在着细微差异，光谱特性是物质的基本属性，不同波长的光谱反映原子或

分子内能级跃迁的类型，通过分析这些光谱差别可以区分出真实目标与伪装目标之间的物质特

征差异，从而实现反伪装探测。多光谱/高光谱成像是将传统光学成像技术和光谱测量技术相

结合的一种新型侦察技术，其获取的信息不仅包括二维空间信息，还包含随波长分布的光谱辐

射信息。我们可以通过多光谱/高光谱成像技术来分析被观测物体的光谱特征，从而探测、识

别和评估表面材料，进而实现目标探测和地形分类。

本文标签： 侦察技术探测装备平台