2006年9月15日星期五

Google Earth中文版和卫星导弹技术

  Google Earth已经出了一年多了,很多英文不好的网民都希望Google能出一个Google Earth中文版,可是等了这么长时间,中文版依旧是遥遥无期。

  目前,Google Earth已经支持英语、德语、法语、意大利语、西班牙语。但是没有中文版本,对于Google Earth的官方中文版,我咨询过Google的相关人士,得到一个未经证实的消息是:Google方面暂时没有Google Earth中文版的开发计划。

  Google Earth不开发中文版,虽然对于英文比较熟悉的网民来说无所谓,但是对于大多数英文不太好的人来说就是坏消息了,中文版只能依靠第三方的热心网友汉化来完成。对于为什么不进行开发,我估计可能和中国目前的社会文化层面有一些关系。

  首先是接受程度的问题,对于一个新事物,不同国家的人接受的程度也不同。比如在美国、欧洲等民众思想相对开放的地区,Google Earth都提供本地语言版本的程序,并且卫星地图更新速度也非常快,人们甚至可以看到几个月前的卫星地图。而对于相对保守的地区,Google Earth的这种服务就可能遭到限制,如果提供最新的卫星地图可能还会惹来麻烦,因此卫星地图的更新也就显得非常缓慢。

Google Earth卫星地图软件

  另外一个原因可能是因为所谓的“Google Earth是否泄密”的问题,这对于中国来说也是个敏感问题,大多数平民都可以查询卫星地图资源,是否会将所谓的“中国军事秘密”泄露给外国。

  其实这是一个误解,就如同美国国防事务专家布朗分析的一样,平头百姓不太可能发现训练有素的美国军方卫星图片专家都没有发现的所谓“中国军事秘密”,因为一个卫星图片专家培训要10年以上的时间。而且恰恰相反的是,如果某国有战略欺骗的意图,那么大可以反过来利用这个渠道让潜在的敌手上当受骗,乐滋滋取回的“军事情报”其实是个大陷阱。

  事实上,军事和经济越是发达的地区,越不害怕所谓的泄密,Google Earth对于美国自己的军事目标美国航空母舰日本的驱逐舰等都有非常详细和清晰的展示和标注,但是当地民众没有感觉这有什么问题,越是自信的国家越不会害怕这所谓的“泄密”。

  至于说让恐怖分子利用也颇为牵强,恐怖袭击主要的目标是人群众多的地方,比如摩天大楼、地铁、机场等地方,以便造成尽可能多的平民伤亡,不会有恐怖分子傻到去袭击防守严密的军事基地,去攻打军队?那不是自投罗网吗?

  不过Google Earth的这种卫星地图对于一些中国周边技术不发达的国家还是有一些用处的,比如越南、韩国、菲律宾、中亚诸国等国家,他们对中国很感兴趣,又很提防中国,可是自己又没有卫星技术,有了Google Earth这样的软件,正好可以很方便的了解一些中国的情况。

  对于美国的卫星技术,其实我们也不必过于害怕而自卑。的确,美国的卫星和激光技术以及精确制导武器等高科技技术的高速发展的令人眼花缭乱,卫星技术和精确制导武器在美国最近十多年来的战争中发挥了极大的作用,以至到了“指哪打哪”的地步,然而,精确制导武器并没有发展到巅峰,主要的问题是其命中率并不如想像得高,只有60%左右命中率,这方面的原因很多,但是不容忽视的问题是卫星定位具有先天的不足。

  卫星定位系统的抗干扰能力是很差的,环境对于末段景象匹配的影响是很大的,对于接收信息的可靠性难以进行验证,地球的磁场、光线的折射和反射、镜头的角度、景物的反射率和辐射率的变化、云和太阳投射角的变化、太阳电离层、蓄意干扰等等都是影响卫星图像准确性的重要原因,因此,即便美国的军用卫星能提供比Google Earth清晰度更高的地面影像,也需要配合以地面校正,才能给导弹精确导航。即便我们可以通过军用卫星看清楚一个人的手表,但依旧无法知道其确切的经纬度。

  因此,仅仅依靠卫星定位是不够的,需要地面人使用相关设备进行人工校验,或者使用预警机进行地面的监控,只要有地面的高精度GPS设备定位相配合,军用卫星和精确制导武器就可以发挥出惊人的威力,伊拉克战争就是一个现实的例子。

  这时候,我们就应该理解,为什么日本在已经拥有卫星技术的同时,还要派人潜入新疆进行GPS卫星定位的原因了,通过地面GPS和高精度军用卫星的相互校正数据,即可得到某些敏感地区的准确经纬度坐标,这样,远程精确制导导弹就可以不费吹灰之力对地面目标进行“精确打击”了。

  参考新闻:“日本偷测新疆”意味着什么

  作者:远林

  大林成行是日本株式会社国土情报技术研究所所长,东俊孝是他的学生。2005年9月23日,他们两人携带两台高精度GPS接收机,到达新疆和田机场附近李某家,在其屋顶上安装了GPS接收机作为固定站。另一台GPS作为流动站,装在他们乘坐的汽车里采集数据。就这样,在没有经过中国相关主管部门批准的情况下,擅自采集了和田机场、和田市至当地重要水利设施公路的地理坐标数据。结果被新疆国家安全部门当场发现,暂扣了相关器材和物品,并将两人递解出境。因此案属违法测绘案件,按照规定移交新疆测绘局处理。

  2006年4月6日,新疆测绘局依法对此次日本人在中国新疆非法测绘一案做出处罚,最终决定没收测绘成果和测绘工具,并处8万元人民币的行政罚款。

  人们普遍支持对日本人非法测绘的处罚。但日本当事人喊冤,中国也有相当多的人不理解非法测绘的危害。有人在网上说:美国的民用卫星是公开的,卫星影像已经精确得吓人,五角大楼外面停车场里的汽车是大巴还是轿车都分得清楚。日本人在新疆测量得到的数据难道还能比Google Earth上的还要精确直观?

  卫星影像的局限性

  据报道,日本已经违背承诺(日本曾向全世界承诺“航天技术非军事化”),发射了多颗间谍卫星,可以获得高分辨率的卫星影像,此外日本还能从美国获得高分辨率的卫星影像。

  然而,给你一张0.3米分辨率的、毫无变形的高分辨率卫星影像,根据卫星拍摄时的位置,你可以确定这张影像的大概位置;你可以看清“五角大楼里面汽车的颜色和人数”,但你显然无法确定五角大楼的精确地理坐标。由于卫星往往是斜穿过目标区上空的,你甚至在卫星影像上难以确定正北方。这就是高分辨率的卫星影像的定位难题。

  另外,细心的人会发现,专业相机拍出的照片上景物也有细微变形,普通家用的就更明显,只是人们不注意罢了。同样,航拍或卫星拍摄影像时,因为地球是圆的、大气折射、倾斜照相和镜头及相机不可避免地存在误差,最终获得的影像必然存在一定误差。所以用户购买卫星影像时,出售卫星影像的部门总是等一定的周期后才能提供影像产品,原来,他们要用电脑对原始卫星影像做非常复杂的加工调整后才能提供给用户。

  在Google Earth上面,一些卫星照片接缝处景物明显对不上,这也从一方面证明了较大误差的存在。航拍或高分辨率卫星影像制成的地图,如果没有经过地面控制点的精确校正,就不够精确。所以目前各国炮兵一般都不是靠地图量距离,而是用激光测距仪直接测量火炮到目标的距离。

  地面校正弥补卫星影像缺陷

  人们在Google Earth上面看到的卫星影像,已经标上了较精确的地理坐标,但这些坐标是用其他方式获得的。必须指出的是,这些地图的精度不可能很高,连带卫星影像的地理坐标精度也有限。

  冷战时期美国也无法在苏联领土上精确测绘,所以一直在提高影像卫星的精确定位的能力,以此获得地面精确的地理坐标。美国通过航天合成孔径雷达测绘,已经绘制了全球30米精度三维地图。这种不精确的地图却不影响陆军使用。但就算美国的军用平面地图比这个精度高十倍,足够引导美国核导弹精确打击俄罗斯核导弹发射井,也可以勉强引导导弹攻击,可是要用于引导常规弹头的巡航导弹或JDAM炸弹精确攻击扎卡维的房间,考率到导弹本身也有误差,这个精度就不够了。

  由于距离太大,加上地球的曲率,激光测距仪肯定也不能使用。这时就需要有更高精度的电子地图。而这样的地图往往需要用高分辨率的卫星影像加地面控制点校正的方法才能完成。

  此外,日本是世界上惟一偷袭过美国的国家,美国影像卫星精确定位的技术未必提供给日本,所以日本将更依赖地面校正。

  今天GPS可简单分为民用导航机和专业测绘机。民用导航机的精度大约在10~20米,而专业测绘机的精度最高可以达到毫米级。民用导航机精度不高,如今广泛运用于汽车和运动方面。而外国人未经允许在中国使用专业测绘机就将违反中国测绘法。新疆测绘局指出,此次日本人所持的测绘工具属于高精度仪器,采用的测量方法已经可以将数据精确到20至50厘米,超出了普通游客的使用性质,所得数据完全可以用于军事目的,这在世界各国都是绝对不允许的。调查人员还发现,两人被扣的便携式电脑里还有中国其他省市的相关测绘数据信息。

  入侵者的秘密

  在近年美军发动的多次战争前,美军曾借助原有资料和卫星影像,紧急制作了整个战地的电子地图,据说精度在10米左右。在阿富汗以及伊拉克游击战期间,美军地面部队搜寻恐怖组织头子时使用这种地图已经足够。但这样的精度显然不够用来引导高精度导弹。伊拉克战争期间,人们都知道美军导弹命中率奇高。但很少有人知道,萨达姆同国际社会合作,允许联合国核查人员当中的英美专家,公开核查伊拉克的所有重要军事设施,并允许高精度GPS设备定位,这也是美军导弹命中率奇高的重要原因。

  《国际先驱导报》披露,虽然此案是新疆首例,但外国人来华非法测绘受到处罚的例子在中国不是第一例,其他省市也都依法处理过类似案件。事实上,类似的问题在历史上也由来已久。

  过去,清政府和民国政府盲目推行友好政策,对日本在中国的非法测绘没有有效遏制,结果1874年,日本陆军就出版了《清国渤海地方图》。这些地图和资料对当时尚弱小的日本战胜庞大但腐败的清军,起到了极重要的作用。

  “九一八”事变爆发前,日本飞机便偷偷在整个中国东北实施航拍。但是这些航拍照片难以定位,所以日本不得不偷偷派出大量人员,携带测量器材,测量一些地面控制点。然后在航拍照片上找到这些地面控制点实施校准,就可以较精确地推算出航拍照片的方位和地理坐标。日本人就是这样基本完成了中国东北1:20万军用地图的测绘,并用它侵占中国东北的。

  1931年6月,发生的“中村事件”(见资讯)是日本侵华史上的重要事件之一。其实中村独立绘制这个山区的10万分之一军用地图是有困难的,他多半是为了测量地面控制点,从而帮助校准日军航拍绘制的军用地图。

  全面抗战前的一段时期,日本竟然派出千余人到中国非法测绘。由于日本可以在中国随意地测绘并校正地图,日本侵华时使用的军用地图竟然比中国军队自己的地图还要精确得多。这些地图往往精确到地表的一棵树一间房,标注尤其细致入微,一些当地人多数都不知道的小路在日本军用地图上竟然标注得清清楚楚,结果在战斗中使中国军队一再遭受不应有的失败。

  来源: 中国新闻周刊

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