由於海上監視之難度遠高於一般陸上監視，因此海洋監視衛星在整個監視過程中，扮演相當重要的角色。

海洋監視衛星定位方式簡介

◎黃楓台

一、前言

　　西元2010年３月５日中共於酒泉衛星發射中心發射遙感九號衛星，雖其官方宣稱遙感九號衛星主要是作為科學實驗等民生用途，但是遙感九號衛星共包含３顆衛星，軌道傾角約63.4度，軌道高度介於1,080公里和1100公里間，這和先前幾次發射的遙感衛星與太陽同步軌道截然不同，其軌道特性類似於美國第一代海軍海洋監視系統。許多西方觀察家認為遙感九號衛星應該就是擔負起海洋監視工作的監視衛星，是中共在執行反介入與區域阻絕任務的一項重要環節，也因此引起各界的重視。

二、海洋監視系統及電子情報衛星工作原理

　（一）海洋監視工作特性與系統

　　海上監視目標與一般陸上監視目標，例如飛彈基地、機場設施等有很大的差異，海上監視目標主要是艦艇，雖然艦艇的尺寸最大可達百餘公尺，但是與廣大的海洋相比仍是非常渺小，所以海上目標的密度很低；再者，一些陸上目標是一個靜止的目標，監視的位置往往已經知到，而海上的艦艇是一個移動的目標，它們在海上的確切位置事先並不清楚；另外，陸上目標可以靠地形地物做好掩蔽工作，而海上艦艇則否。面對這樣的海洋監視工作特性，與一般陸上監視需要光學遙測衛星或合成孔徑雷達衛星有很大的不同。

　　一個完整的天基海洋監視系統，包括光學遙測衛星、合成孔徑雷達衛星與海洋監視衛星，由於海洋面積相當遼闊，復以艦艇並非固定的目標，而一般光學遙測衛星刈幅有限，再加上天氣因素，雖然合成孔徑雷達衛星可以克服天氣限制，惟有些取像模式刈幅亦可達百餘公里，若要以光學遙測衛星或合成孔徑雷達衛星作為海洋監測的主力，無異於海底撈針。通常必須先用海洋監視衛星獲取船艦的位置、航向與速率，再以光學遙測衛星、合成孔徑雷達衛星作後續的監控以獲取進一步的訊息，因此海洋監視衛星在海洋監視過程中，扮演一個重要的角色。

　　海洋監視衛星可分成主動式與被動式兩類，主動式是利用衛星本身的雷達，探測船艦的位置與特徵；被動式則依靠船艦發出的訊號，偵測出位置、航向與航速。本文旨在介紹被動式海洋監視衛星的工作原理。

　（二）被動式海洋監視衛星的工作原理

　　被動式海洋監視衛星主要是利用船艦本身所溢出的輻射訊號獲得船艦的位置。海上船艦常會開啟防空雷達或其他通訊設備以確保其航行時的安全，但也因此很容易暴露自己的位置。我們可以利用一些感測器擷取這些由船艦發出的雷達波或無線電波，進而計算出船艦的所在位置。一般而言，太空中的感測器常利用電磁波到達時間差（以下簡稱時差），或是到達頻率差（以下簡稱頻差）等方式定出船艦的位置。以下將對三星時差與二星時差/頻差定位作進一步的說明。

1. 三星時差定位：已知三顆衛星（記為主星，子星A與子星B）某一時刻的位置，二顆子星到主星產生兩條基線，我們測量船艦發射的雷達輻射到達主星與子星A的時間差，此一時間差乘以電磁傳播速度，可以得到距離差，由這個距離差可以得到一個以主星與子星A為焦點的雙曲面，同理我們可以利用雷達波到達主星與子星B的時間差獲得另一個雙曲面，此二雙曲面相交產生兩條交線，兩條交線再與地球表面交會產生兩個交點，若排除其中一個假定位，我們便可以得到船艦在地球表面上的位置。
2. 二星時差/頻差定位：除了三星時差定位外，我們也可以利用兩顆衛星定出船艦的位置，已知二顆衛星某一時刻的位置，兩顆衛星形成一條基線，由船艦發射的訊號到達兩顆衛星的時間差，乘以電磁傳播速度產生距離差，從而得到一個以這兩顆衛星為焦點的雙曲面；另外，船艦的發射訊號因為衛星與船艦間的相對運動，產生都卜勒效應，引起頻率差，進而獲得另一個曲面，此二曲面再與地球表面相交產生兩個交點，若排除一個虛假點，就可以計算得到船艦在地球表面的位置。

三、結論

　　本文介紹兩種被動式海洋監視衛星對海上目標的定位方法，一是三星時差定位，一是二星時差/頻差定位；三星時差定位方式精度高，技術較為複雜，而二星時差/頻差定位方式精度較前者差，但系統較為簡單，此二者皆是作為海洋監視的有效方式。

（作者為國家太空中心研究員）

清流月刊中華民國一百零一年十一月號