【正文】 輸已經(jīng)成為制約無人機(jī)應(yīng)用的重要問題?，F(xiàn)在軍用無人機(jī)的任務(wù)范圍已由傳統(tǒng)的空中偵察、戰(zhàn)場觀察和戰(zhàn)情評估等擴(kuò)大到戰(zhàn)場抑制、對地攻擊、攔截巡航導(dǎo)彈，甚至空中格斗等領(lǐng)域。據(jù)此，無人機(jī)具有以下特點(diǎn):（1）結(jié)構(gòu)簡單。（2）安全性強(qiáng)。無人機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)不用考慮飛行員的因素。聯(lián)合研制以減小投資風(fēng)險(xiǎn)、解決經(jīng)費(fèi)不足有利于擴(kuò)大出口及揚(yáng)長技術(shù)與設(shè)備優(yōu)勢。美國空海軍JPATS計(jì)劃中，雷神飛機(jī)公司在MK一2教練機(jī)研制競標(biāo)的同時(shí)就提出選擇承包商研制地面訓(xùn)練配套系統(tǒng)，要求這套模擬系統(tǒng)保證與MK—2教練機(jī)能力相匹配，使訓(xùn)練費(fèi)用降低50%一6o%。.駕駛飛機(jī)的飛行速度、高度、航程和機(jī)動(dòng)性等邊界控制要求。三、無人機(jī)系統(tǒng)按照功能劃分，主要包括四部分:（1）飛行器系統(tǒng)包括空中和地面兩大部分。（3）任務(wù)設(shè)備系統(tǒng)包括：為完成各種任務(wù)而需要在飛機(jī)上裝載的任務(wù)設(shè)備。裝載電子對抗設(shè)備完成對抗任務(wù)的電子戰(zhàn)無人機(jī)在國內(nèi)目前只有RKL165假目標(biāo)無人機(jī)和RKT164通信對抗無人機(jī)。作戰(zhàn)半徑600千米實(shí)用升限5000米續(xù)航時(shí)間10小時(shí)任務(wù)載荷50千克。高空高速無人機(jī)目前在國內(nèi)有多家單位正在研制包括WZ3000等飛機(jī)?！坝赂艺摺睙o人機(jī)是一種簡單、可靠、靈活、便宜的一次性使用的小型無人機(jī)計(jì)劃在“勇敢者”200無人機(jī)上安裝AN/ALQ176雷達(dá)干擾機(jī)。法國在無人機(jī)上成功地試驗(yàn)了一種通信干擾機(jī)：～110兆赫。測頻精度2兆赫方位精度為1176。以色列很早就開展了供無人機(jī)用的電子戰(zhàn)載荷的研究工作并且有的還經(jīng)過實(shí)戰(zhàn)考驗(yàn)。它能在極稠密的電磁環(huán)境下完成電子支援和雷達(dá)告警任務(wù)。此外還研制了供無人機(jī)和直升機(jī)用的SPS65綜合機(jī)載自衛(wèi)系統(tǒng)。裝載電子對抗設(shè)備完成對抗任務(wù)的電子戰(zhàn)無人機(jī)在國內(nèi)目前只有RKL165假目標(biāo)無人機(jī)和RKT164通信對抗無人機(jī)。作戰(zhàn)半徑600千米實(shí)用升限5000米續(xù)航時(shí)間10小時(shí)任務(wù)載荷50千克。高空高速無人機(jī)目前在國內(nèi)有多家單位正在研制包括WZ3000等飛機(jī)。自20世紀(jì)50年代開始北約等國開始研制并使用戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈先后發(fā)展了NATOLinkLink4A/4C、Link1Link11B、監(jiān)視控制數(shù)據(jù)鏈（SCDL）Link1戰(zhàn)術(shù)通用數(shù)據(jù)鏈（TCDL）Link1Link22等。在主站管理通過主從方式進(jìn)行輪詢、應(yīng)答實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)通信。采用了跳頻、直接序列擴(kuò)頻等抗干擾技術(shù)為美國陸、海、空各軍種共同使用的一種大容量、高保密、強(qiáng)抗干擾、時(shí)分多址的戰(zhàn)術(shù)信息分發(fā)系統(tǒng)具有相對導(dǎo)航、識別、任務(wù)管理、空中控制、監(jiān)視、武器協(xié)同、保密話音和電子戰(zhàn)等強(qiáng)大功能可以將各軍種參戰(zhàn)單位的終端設(shè)備連成一個(gè)統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場態(tài)勢共享統(tǒng)一指揮和協(xié)同作戰(zhàn)。由于應(yīng)用環(huán)境的特殊性，TTNT具有很多現(xiàn)有數(shù)據(jù)鏈所不具備的特性。美國弗吉尼亞工業(yè)大學(xué)（VirginiaPolytechnicInstituteandStateUniversity）的Banks等人開展了用無人機(jī)平臺進(jìn)行本地多點(diǎn)數(shù)據(jù)服務(wù)（LMDS)的中繼研究。 研究背景小型無人機(jī)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用主要有二類：一類是用于偵察、干擾任務(wù)的無人機(jī)，另一類就是用于防空部隊(duì)訓(xùn)練和演習(xí)的無人靶機(jī)。機(jī)載包括飛行控制器、無人機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、GPS接收機(jī)與電子羅盤定位系統(tǒng)、遙控與遙測發(fā)射系統(tǒng)等組成。C）系統(tǒng)被不斷賦予更新更高的要求。 無人機(jī)的測控系統(tǒng)現(xiàn)狀及其存在問題 發(fā)展思路目前隨著無人機(jī)系統(tǒng)在不同領(lǐng)域大量使用以及無人機(jī)使用環(huán)境的日趨復(fù)雜無人機(jī)單機(jī)遂行偵察與作戰(zhàn)任務(wù)的局面正在改變無人機(jī)集群、編隊(duì)及組網(wǎng)應(yīng)用開始顯現(xiàn)出其生命力組織多架無人機(jī)甚至是多架不同類型的有人機(jī)、無人機(jī)攜帶多種傳感器協(xié)同執(zhí)行任務(wù)將成為未來戰(zhàn)場上一種重要的作戰(zhàn)方式。根據(jù)這些數(shù)據(jù)鏈又可分別組成無人機(jī)測控?cái)?shù)據(jù)網(wǎng)、無人機(jī)偵察數(shù)據(jù)網(wǎng)、寬帶衛(wèi)星中繼通信網(wǎng)、寬帶空空通信網(wǎng)、寬帶地空通信網(wǎng)以及應(yīng)急通信網(wǎng)等。衛(wèi)星鏈路采用通信衛(wèi)星或中繼衛(wèi)星采用通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)傳輸速率可達(dá)8Mbit/s；采用中繼衛(wèi)星中繼時(shí)傳輸速率可達(dá)100Mbit/s。指揮控制站可結(jié)合國外先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)由通用指揮控制站(GCS)向戰(zhàn)術(shù)控制系統(tǒng)(TCS)發(fā)展以適應(yīng)未來發(fā)展型無人機(jī)測控與信息傳輸需要。 關(guān)鍵技術(shù)為了不斷提高無人機(jī)系統(tǒng)技術(shù)水平不僅要合理規(guī)劃無人機(jī)測控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展路線同時(shí)還應(yīng)開展相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究主要包括下面七個(gè)方面。該系統(tǒng)能夠?qū)⒉僮魇д`減少1/3并能降低軍事訓(xùn)練和操作成本。（3）一站多機(jī)的高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)對偵察型和偵察打擊一體無人作戰(zhàn)機(jī)集群、編隊(duì)以及網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)都存在多機(jī)同時(shí)需要進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r。通常情況下還需考慮采用高效數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)以降低對信道帶寬、發(fā)射功率等方面的要求。目前測控系統(tǒng)上、下行信號進(jìn)行了直接序列擴(kuò)頻傳輸個(gè)別系統(tǒng)采用了擴(kuò)跳頻混合體制而混沌擴(kuò)頻測控新體制在信息隱蔽、信號隱蔽、抗干擾能力方面都具有其獨(dú)特表現(xiàn)。（6）自組網(wǎng)測控通信技術(shù)無人機(jī)自組織網(wǎng)絡(luò)能夠形成不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)每個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將與特定的任務(wù)、平臺設(shè)置和通信傳輸需求相匹配。 無人機(jī)測控系統(tǒng)存在問題采用比例遙控和目視測量控制無人機(jī)的飛行無人機(jī)只能在可視距離內(nèi)飛行（一般2—3公里）僅能滿足一般高炮的基本動(dòng)作訓(xùn)練應(yīng)用范圍有限。靶機(jī)可以在空中按預(yù)設(shè)航線程控自動(dòng)駕駛飛行。性能太差使用中不能滿足打靶需求。：對靶機(jī)的8個(gè)參數(shù)（Kθ、Kr、Kφ、Kh、γ左、γ右、θ：升、θ：俯）采用無線方式實(shí)時(shí)的予以調(diào)整和裝定。裝訂用時(shí)小于600ms點(diǎn)數(shù)。：地面站大于4小時(shí)飛控系統(tǒng)大于2小時(shí)。此外由于該測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中兼顧考慮了其它機(jī)型的測控要求所以可以方便地改裝為其它機(jī)型測控系統(tǒng)使其可以在軍事、民用無人機(jī)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。地面測控系統(tǒng)由測控主站、副站、副操縱器、測控?cái)?shù)傳電臺及天線等設(shè)備組成。其結(jié)構(gòu)組成框圖如圖21。 無人直升機(jī)飛行控制的特點(diǎn)及問題直升機(jī)是一個(gè)特殊的飛行器作為被控對象與固定翼飛機(jī)相比是一個(gè)更為復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。直升機(jī)沒有產(chǎn)生升力的機(jī)翼和專供操縱的舵面它的旋翼是主要支撐部件也是直升機(jī)有別于固定翼飛機(jī)的基本特點(diǎn)。在離心力場中細(xì)長的有一定擾度的旋翼槳葉的各自由度之間存在著各種氣動(dòng)、慣性、結(jié)構(gòu)及幾何禍合旋翼和機(jī)體之間存在著復(fù)雜的禍合關(guān)系。 雙無線通道與單無線通道的比較遙控遙測獨(dú)立分別采用各自的電臺、天線、無線頻點(diǎn)稱之為雙無線通道的測控系統(tǒng)。系統(tǒng)復(fù)雜又必然造成可靠性降低。但這種測控系統(tǒng)對電臺的可靠性要求更高。指令：地面站發(fā)給電臺經(jīng)地面天線發(fā)射機(jī)上天線接收后電臺將指令發(fā)給飛行控制系統(tǒng)飛行控制系統(tǒng)接收到指令后交給遙測系統(tǒng)已接收指令該指令執(zhí)行后又將交給遙測系統(tǒng)已執(zhí)行指令。在調(diào)參時(shí)也負(fù)責(zé)回傳參數(shù)信息。無人駕駛儀的控制系統(tǒng)進(jìn)行測試主要完成包括對控制系統(tǒng)的各個(gè)硬件（傳感器、敏感元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等）、自動(dòng)駕駛儀以及中間裝置的參數(shù)特性、動(dòng)態(tài)過程監(jiān)測以及控制系統(tǒng)的航空專用總線。飛行控制器采用了三種控制方式、四個(gè)反饋回路、五種控制模態(tài)來完成控制。靶機(jī)的轉(zhuǎn)彎、爬升、下滑飛行是由內(nèi)回路給定相應(yīng)參考姿態(tài)角來實(shí)現(xiàn)的。模態(tài)之間的切換時(shí)機(jī)主要是由地面遙控人員通過指令來實(shí)現(xiàn)的而在飛行控制系統(tǒng)中則是通過調(diào)整控制參數(shù)、切換給定參考變量來實(shí)現(xiàn)。航向保持模態(tài)：即飛控器接通“垂直陀螺儀＋高度傳感器＋航向傳感器”的控制模態(tài)。歸航模態(tài)：即飛控器接通“垂直陀螺＋高度傳感器＋航向傳感器＋GPS”控制模態(tài)。 遙控飛行遙控即對被控對象進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制使用的方法很多如有線遙控、無線電遙控、聲音遙控、光學(xué)遙控等。此外無人機(jī)上還裝有一部無線電應(yīng)答器稱為信標(biāo)機(jī)。對飛行姿態(tài)的修正信息是通過“遙測”獲得的即由無人機(jī)上的傳感器測出被測對象的參數(shù)并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柸缓笥猛ㄐ藕蛿?shù)據(jù)傳輸技術(shù)將這些信息送到遙測終端。保證航向和姿態(tài)正確要有導(dǎo)航裝置導(dǎo)航的方法很多最普通的是用羅盤指示航向其他有無線電導(dǎo)航、多普勒導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)或捷聯(lián)導(dǎo)航系統(tǒng)等。多普勒雷達(dá)不斷地沿著某方向向地面發(fā)出無線電波利用無人機(jī)和地面有相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)測出雷達(dá)發(fā)射的電磁波和接收到的回波的頻率變化從而計(jì)算出無人機(jī)相對于地面的飛行速度速度的方向就是該點(diǎn)航線的方向。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)由穩(wěn)定平臺、計(jì)算機(jī)、控制（顯示）部件組成?！爸笓]員”指揮無人機(jī)沿預(yù)定路線飛行并執(zhí)行任務(wù)的裝置是“程序裝置”。 遙控與自控結(jié)合實(shí)際上遙控與自控這兩種控制方式常結(jié)合使用。無人機(jī)可攜帶的任務(wù)載荷的種類、功能在很大程度上決定了無人機(jī)的應(yīng)用價(jià)值。未來無人作戰(zhàn)飛機(jī)還會(huì)用于空戰(zhàn)。其最大的優(yōu)點(diǎn)是具有較高的分辨力目前其他成像設(shè)備還無法達(dá)到光學(xué)相機(jī)的分辨力。頁可以用這種紅外圖像信號調(diào)制視頻通道然后經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)發(fā)送回地面接收站。不僅自身隱蔽性好，而且不受一般目視偽裝的欺騙。它探測景物自身紅外輻射無需，環(huán)境光（包括紅外）照射。前視紅外還常，作為核心，與電視攝像機(jī)或激光測距器/照射器綜合成為多探測器轉(zhuǎn)塔，晝夜執(zhí)行多種任務(wù)。通過偏，振識別，增加了目標(biāo)與簇葉的反差，提高了系統(tǒng)的距離分辨力，使其超出（基于脈寬和探測，帶寬的）傳統(tǒng)極限。目前，攝像機(jī)一般都采用焦平面陣列電荷耦合器件，其主要優(yōu)點(diǎn)是體積小、質(zhì)量輕、功效低、靈敏度高、抗沖擊震動(dòng)和壽命長，這使得它不僅用于監(jiān)視偵察獲取實(shí)時(shí)圖像情報(bào)，而且用于輔助地面操縱員遙控駕駛。但設(shè)備質(zhì)量和能量消耗都非常大，限制了它在無人機(jī)上的使用，目前只有大型無人機(jī)具備搭載合成孔徑雷達(dá)的能力。利用特定的操作模式對目標(biāo)進(jìn)行探測，可以從雷達(dá)圖像中獲取更多的有用信息。多探測器轉(zhuǎn)塔目前公在少數(shù)高性能無人偵察機(jī)上使用。通信情報(bào)包括三個(gè)方面的內(nèi)容：對發(fā)射源進(jìn)行定位、接收信號和對接收到的信號進(jìn)行技術(shù)分析。為了提高，天線效率，美國空軍研究實(shí)驗(yàn)開發(fā)了“信號飛行器”（SensorCraft）項(xiàng)目，將整個(gè)飛行，器的機(jī)翼都作為通信天線，大大提高，了無人機(jī)接收微弱信號的能力。美國國防部認(rèn)為目前在通信載荷領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展無法滿足未來的需求，預(yù)測到2010年時(shí)，通信載荷領(lǐng)域的技術(shù)水平僅能滿足那時(shí)需求的44%。（3）在滿足全球通信方面，衛(wèi)星表優(yōu)勢；在局部，范圍，CAN有優(yōu)勢。但如果用長航時(shí)無人機(jī)組成，的CAN系統(tǒng)來滿足通信，需求，出去的無人機(jī)架次能夠減少一半。（JDMA）為了探索一種低成本、高精度投放常規(guī)炸彈的途徑，20世紀(jì)80年代美國空、海軍聯(lián)合，實(shí)施了“先進(jìn)炸彈系列”計(jì)劃，最后將其更名為“聯(lián)合，直接攻擊彈藥”。第三階段是在現(xiàn)有的制導(dǎo)炸彈上加裝全天候?qū)б^，可能采用毫米波雷達(dá)導(dǎo)引頭和合成孔徑雷達(dá)導(dǎo)引頭而不是紅外成像導(dǎo)引頭。1995年初，為了提高，F(xiàn)117等隱身戰(zhàn)機(jī)的攻擊能力，美國空軍決定發(fā)展一種新的小型武器。該彈采用硬目標(biāo)靈巧引信，可以保證炸彈在完成穿透過程后爆炸。美國空軍重視該項(xiàng)目是因?yàn)槠涑杀镜?、可攻擊，移?dòng)目標(biāo)以及可由隱身飛機(jī)的內(nèi)置武器艙攜帶。該型導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭視野只有8176?？梢赃M(jìn)行離軸發(fā)射，攻擊范圍明顯增大，同時(shí)，該型弱的發(fā)射高度也提高，到8000m，發(fā)射時(shí)飛機(jī)無需降低高度。這些無人機(jī)將承擔(dān)攻擊，對方高價(jià)值戰(zhàn)略目標(biāo)的任務(wù)，需要威力，較大的精導(dǎo)武器系統(tǒng)。新概念武器是指運(yùn)用聲、光、電、電池和化學(xué)制劑等技術(shù)直接使有生力量或作戰(zhàn)設(shè)備暫時(shí)或永久喪失作戰(zhàn)功能，的武器。激光武器是使用激光直接照射武器而將其殺傷的定向能武器。高功率微波武器是把高功率微波源產(chǎn)生的微波經(jīng)過高增益天線定向發(fā)射出去，將微波能量聚集在狹窄的波束內(nèi)，以極高的強(qiáng)度照射目標(biāo)，從而產(chǎn)生殺傷和破壞效果。其對目標(biāo)的作用形式和波長有關(guān)。2002年8月，美國和英國的研究人員宣布已經(jīng)成功設(shè)計(jì)了可用于無人作戰(zhàn)飛機(jī)的電磁脈沖武器。根據(jù)《舍菲爾德無人機(jī)手冊2002》中無人機(jī)的用途和有效載荷統(tǒng)計(jì)表，總結(jié)無人機(jī)的用途和任務(wù)載荷應(yīng)用情況，如表41所示，表4表43和表44則分別總結(jié)給出了部分戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)、戰(zhàn)略無人機(jī)以及微小型，無人機(jī)的任務(wù)載荷裝備情況。隨著微電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和航空技術(shù)的進(jìn)步，無人機(jī)任務(wù)載荷的技術(shù)發(fā)展將主要聚焦在以下方面。（2）非制冷凝視焦平面陣列。因此，熱電探測器也通常被稱為非制冷紅外探測器。電視攝像機(jī)逐步取代光學(xué)照相機(jī)在無人偵察機(jī)上廣泛應(yīng)用，電視攝像機(jī)正在進(jìn)一步追求光學(xué)照相機(jī)的圖像質(zhì)量。未來的機(jī)載成像光譜儀可以在幾十個(gè)甚至幾百個(gè)波段成像，而不是只進(jìn)行雙波段的探測。因此，將其與普通光電成像器件的高分辨力目標(biāo)識別能力相結(jié)合，可兼得兩種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。這種方法同時(shí)也存在著一些需要解決的問題，刟降低了整個(gè)無人機(jī)系統(tǒng)的可靠性，提高了對設(shè)備接口、輸出數(shù)據(jù)格式的要求，要求協(xié)調(diào)執(zhí)行多種任務(wù)時(shí)的公共資源分配等。對用以獲取作戰(zhàn)所需信息的有效載荷來講，要能夠在復(fù)雜的戰(zhàn)爭環(huán)境中全天候、全天時(shí)工作，就需提高有效載荷的性能和功能綜合化程度。（1）圖像效果增強(qiáng)。目前的紅外熱成像和激光測距機(jī)等，技術(shù)已基本實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。建設(shè)高速數(shù)據(jù)資源等措施，可以提高難住系統(tǒng)傳輸高速數(shù)據(jù)的能力。這使無人機(jī)將不得不飛得足夠低，以截獲這些低功率信號。無人機(jī)數(shù)據(jù)路的概念如圖41所示。一條是用于向地面控制站傳遞當(dāng)前的飛行速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及機(jī)上設(shè)備狀態(tài)等信息的狀態(tài)信道（也稱遙測信道），該信道需要較小的帶寬，類似于指揮鏈路。 數(shù)據(jù)鏈路的結(jié)構(gòu)與原理無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈路一般由機(jī)載部分和地面部分組成。天線采用全向天線，有時(shí)也采用具有增益的有向天線。數(shù)據(jù)壓縮和重建可以分裝成幾個(gè)部分，一般包括一輛天線車（可以放在離無人機(jī)地面控制占有一定距離的地方）、一條連接地面天線和地面控制站的本地?cái)?shù)據(jù)連線，以及地面控制站中的若干處理器和接口。機(jī)載下行信號通過天線和饋線送至高頻放大器，經(jīng)放大后的信號同本地振蕩器進(jìn)行混頻，混頻后得到的第一中頻信號分為兩路；一路送給測向誤差產(chǎn)生與處理電路，出來的結(jié)果送至天線伺服系統(tǒng)進(jìn)行天線跟蹤控制；另一路送至第二漫步器同本地振蕩器產(chǎn)生的信號進(jìn)行混頻，然后再通過帶通濾波器進(jìn)行濾波，此時(shí)的中頻信號經(jīng)過鑒頻器鑒頻后分成兩路，一路通過低通濾波器濾波產(chǎn)生視頻信號，將視頻信號送至監(jiān)視器進(jìn)行視頻顯示，另一路經(jīng)過帶通濾波器濾波產(chǎn)生，然后經(jīng)過鑒頻和分離電路恢復(fù)遙測基帶信號與偽碼數(shù)據(jù)流信號，遙測信號通過位環(huán)和幀環(huán)提取電路送至測控制終端進(jìn)行遙測數(shù)據(jù)處理，另一路送至測距電路，測距電路將此信號同偽碼產(chǎn)生器偽隨機(jī)碼對比產(chǎn)生測距信號，最后將此測距信號送至測控終端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。該數(shù)據(jù)流通過解密后直接送至飛行控制計(jì)算機(jī)處理。（1）抗反輻射攻擊。護(hù)反輻射武器可以通過采用低截獲頻率、頻率捷變和擴(kuò)頻技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。采用擴(kuò)頻、頻率捷變、功率管理和低占空比技術(shù)可獲得低截獲概