传感器的未来：高清热像仪、低照度CCD、激光雷达

2016年11月，美海军研究实验室授予DCS公司一份为期五年、价值4000万美元的合同，以发展更强大的ISR能力。同月，该公司与千禧年公司（Millennium）的合资公司获得了美陆军通信电子研究、开发和工程中心（CERDEC）、夜视和电子传感器指挥部（NVESD）及地面传感器陆军项目经理办公室（PM TS）在传感器和夜视设备方面的三项任务订单，总价值约2100万美元。这些活动反映出军方对于一系列快速发展的能力的兴趣。

据DCS部门经理杰森·巴辛思韦特称，各种传感器技术已取得巨大进步。2016年，有三个领域进步尤其明显，包括高清热像仪、低照度电荷藕合器件（CCD）和激光雷达（LiDAR）。

高清热像仪

热感应成像系统自20世纪70年代起就开始使用，到如今已变得“更加灵敏，像素更多，而且像素更小”，观测距离变远，清晰度增加，可跟踪目标从车辆变为个人。军方热切部署这种工具，既是为了空中观察，也是为了地面士兵。美陆军“士兵机动传感器项目经理办公室”（PM SMS）应用了一种17微米传感器技术，据悉在尺寸、重量和功率上均比之前有所提升。巴辛思韦特称，“许多敌人都没有夜间作战能力，如果我们有技术在夜间看到他们，这将是巨大的对敌优势”。

▲资料图：美陆军AN/PAS-13热成像仪

低照度CCD

CCD是一种常用的照相机感光元件。得益于民用技术的进步，其在低光照条件下的图像捕捉能力正在不断增强。美国防部正致力于获得高水平的像素能力，并使用专门的光学及其他技术，使相机更加灵敏，能够在低光照条件下使用。低照度CCD已进入国际光学工程学会（SPIE）春季会议议程，该技术被描述为军方在恶劣视觉环境（DVE）下作战的必备工具。其在航空飞行器上的应用尤具吸引力。

▲低照度相机有助于实现全天24小时不间断的空中侦察

激光雷达

激光雷达（LiDAR），全称激光探测及测距系统，它使用脉冲激光来测量与远处目标的距离，能够探测目标的形状，形成三维画面。美海军负责机载激光水雷探测系统（ALMDS）的水雷战办公室对此表示出了兴趣。2016年春，它要求工业界拿出一种LiDAR解决方案，“以更低的误报率提高对水雷类目标的探测与识别能力，以便海军未来使用”。而近期的一些技术进步，包括软件处理、激光器、以及检测激光束反射的传感器阵列，有望使这成为现实。

▲ALMDS扫雷模式示意图

虽然热像仪、低照度CDD和激光雷达都在向前进步，但对态势感知而言却没有什么好办法。巴辛思韦特表示，“每种方法都存在优点和缺点。将这些方法加以结合，才能大大提高在各种条件下识别、跟踪目标的能力”。

与此同时，传感器不断发展也带来一种新的挑战。“飞机可搭载大量相机收集更多数据，但在数据处理方面可能受到通信的限制，比如飞机和地面部队之间的通信”。军方可能会强化这些新能力使用时所需要的数据链路，以获取最好的效果。

来源：美国《C⁴ISR与网络》/图片来自互联网

中国国防科技信息中心  袁政英

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