【正文】 輸已經(jīng)成為制約無人機應(yīng)用的重要問題。現(xiàn)在軍用無人機的任務(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，無人機具有以下特點:（1）結(jié)構(gòu)簡單。（2）安全性強。無人機在設(shè)計時不用考慮飛行員的因素。聯(lián)合研制以減小投資風(fēng)險、解決經(jīng)費不足有利于擴大出口及揚長技術(shù)與設(shè)備優(yōu)勢。美國空海軍JPATS計劃中，雷神飛機公司在MK一2教練機研制競標的同時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教練機能力相匹配，使訓(xùn)練費用降低50%一6o%。.駕駛飛機的飛行速度、高度、航程和機動性等邊界控制要求。三、無人機系統(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)無人機在國內(nèi)目前只有RKL165假目標無人機和RKT164通信對抗無人機。作戰(zhàn)半徑600千米實用升限5000米續(xù)航時間10小時任務(wù)載荷50千克。高空高速無人機目前在國內(nèi)有多家單位正在研制包括WZ3000等飛機。“勇敢者”無人機是一種簡單、可靠、靈活、便宜的一次性使用的小型無人機計劃在“勇敢者”200無人機上安裝AN/ALQ176雷達干擾機。法國在無人機上成功地試驗了一種通信干擾機：～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用的電子戰(zhàn)載荷的研究工作并且有的還經(jīng)過實戰(zhàn)考驗。它能在極稠密的電磁環(huán)境下完成電子支援和雷達告警任務(wù)。此外還研制了供無人機和直升機用的SPS65綜合機載自衛(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)無人機在國內(nèi)目前只有RKL165假目標無人機和RKT164通信對抗無人機。作戰(zhàn)半徑600千米實用升限5000米續(xù)航時間10小時任務(wù)載荷50千克。高空高速無人機目前在國內(nèi)有多家單位正在研制包括WZ3000等飛機。自20世紀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行輪詢、應(yīng)答實現(xiàn)組網(wǎng)通信。采用了跳頻、直接序列擴頻等抗干擾技術(shù)為美國陸、海、空各軍種共同使用的一種大容量、高保密、強抗干擾、時分多址的戰(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)等強大功能可以將各軍種參戰(zhàn)單位的終端設(shè)備連成一個統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡(luò)以實現(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平臺進行本地多點數(shù)據(jù)服務(wù)（LMDS)的中繼研究。 研究背景小型無人機在軍事領(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，另一類就是用于防空部隊訓(xùn)練和演習(xí)的無人靶機。機載包括飛行控制器、無人機驅(qū)動系統(tǒng)、GPS接收機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系統(tǒng)在不同領(lǐng)域大量使用以及無人機使用環(huán)境的日趨復(fù)雜無人機單機遂行偵察與作戰(zhàn)任務(wù)的局面正在改變無人機集群、編隊及組網(wǎng)應(yīng)用開始顯現(xiàn)出其生命力組織多架無人機甚至是多架不同類型的有人機、無人機攜帶多種傳感器協(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測控數(shù)據(jù)網(wǎng)、無人機偵察數(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)時傳輸速率可達8Mbit/s；采用中繼衛(wèi)星中繼時傳輸速率可達100Mbit/s。指揮控制站可結(jié)合國外先進技術(shù)實現(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)展型無人機測控與信息傳輸需要。 關(guān)鍵技術(shù)為了不斷提高無人機系統(tǒng)技術(shù)水平不僅要合理規(guī)劃無人機測控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展路線同時還應(yīng)開展相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究主要包括下面七個方面。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)機集群、編隊以及網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)中的關(guān)鍵節(jié)點都存在多機同時需要進行高速數(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、下行信號進行了直接序列擴頻傳輸個別系統(tǒng)采用了擴跳頻混合體制而混沌擴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特表現(xiàn)。（6）自組網(wǎng)測控通信技術(shù)無人機自組織網(wǎng)絡(luò)能夠形成不同的拓撲結(jié)構(gòu)每個拓撲結(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的飛行無人機只能在可視距離內(nèi)飛行（一般2—3公里）僅能滿足一般高炮的基本動作訓(xùn)練應(yīng)用范圍有限。靶機可以在空中按預(yù)設(shè)航線程控自動駕駛飛行。性能太差使用中不能滿足打靶需求。：對靶機的8個參數(shù)（Kθ、Kr、Kφ、Kh、γ左、γ右、θ：升、θ：俯）采用無線方式實時的予以調(diào)整和裝定。裝訂用時小于600ms點數(shù)。：地面站大于4小時飛控系統(tǒng)大于2小時。此外由于該測控系統(tǒng)設(shè)計中兼顧考慮了其它機型的測控要求所以可以方便地改裝為其它機型測控系統(tǒng)使其可以在軍事、民用無人機領(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、測控數(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。 無人直升機飛行控制的特點及問題直升機是一個特殊的飛行器作為被控對象與固定翼飛機相比是一個更為復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)。直升機沒有產(chǎn)生升力的機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有別于固定翼飛機的基本特點。在離心力場中細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、慣性、結(jié)構(gòu)及幾何禍合旋翼和機體之間存在著復(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立分別采用各自的電臺、天線、無線頻點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)參時也負責回傳參數(shù)信息。無人駕駛儀的控制系統(tǒng)進行測試主要完成包括對控制系統(tǒng)的各個硬件（傳感器、敏感元件、執(zhí)行機構(gòu)等）、自動駕駛儀以及中間裝置的參數(shù)特性、動態(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、四個反饋回路、五種控制模態(tài)來完成控制。靶機的轉(zhuǎn)彎、爬升、下滑飛行是由內(nèi)回路給定相應(yīng)參考姿態(tài)角來實現(xiàn)的。模態(tài)之間的切換時機主要是由地面遙控人員通過指令來實現(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行遠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。此外無人機上還裝有一部無線電應(yīng)答器稱為信標機。對飛行姿態(tài)的修正信息是通過“遙測”獲得的即由無人機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。多普勒雷達不斷地沿著某方向向地面發(fā)出無線電波利用無人機和地面有相對運動產(chǎn)生多普勒效應(yīng)測出雷達發(fā)射的電磁波和接收到的回波的頻率變化從而計算出無人機相對于地面的飛行速度速度的方向就是該點航線的方向。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)由穩(wěn)定平臺、計算機、控制（顯示）部件組成?！爸笓]員”指揮無人機沿預(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)合實際上遙控與自控這兩種控制方式常結(jié)合使用。無人機可攜帶的任務(wù)載荷的種類、功能在很大程度上決定了無人機的應(yīng)用價值。未來無人作戰(zhàn)飛機還會用于空戰(zhàn)。其最大的優(yōu)點是具有較高的分辨力目前其他成像設(shè)備還無法達到光學(xué)相機的分辨力。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，攝像機一般都采用焦平面陣列電荷耦合器件，其主要優(yōu)點是體積小、質(zhì)量輕、功效低、靈敏度高、抗沖擊震動和壽命長，這使得它不僅用于監(jiān)視偵察獲取實時圖像情報，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，限制了它在無人機上的使用，目前只有大型無人機具備搭載合成孔徑雷達的能力。利用特定的操作模式對目標進行探測，可以從雷達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)高性能無人偵察機上使用。通信情報包括三個方面的內(nèi)容：對發(fā)射源進行定位、接收信號和對接收到的信號進行技術(shù)分析。為了提高，天線效率，美國空軍研究實驗開發(fā)了“信號飛行器”（SensorCraft）項目，將整個飛行，器的機翼都作為通信天線，大大提高，了無人機接收微弱信號的能力。美國國防部認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，通信載荷領(lǐng)域的技術(shù)水平僅能滿足那時需求的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。但如果用長航時無人機組成，的CAN系統(tǒng)來滿足通信，需求，出去的無人機架次能夠減少一半。（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80年代美國空、海軍聯(lián)合，實施了“先進炸彈系列”計劃，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導(dǎo)引頭和合成孔徑雷達導(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。美國空軍重視該項目是因為其成本低、可攻擊，移動目標以及可由隱身飛機的內(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行離軸發(fā)射，攻擊范圍明顯增大，同時，該型弱的發(fā)射高度也提高，到8000m，發(fā)射時飛機無需降低高度。這些無人機將承擔攻擊，對方高價值戰(zhàn)略目標的任務(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)，以極高的強度照射目標，從而產(chǎn)生殺傷和破壞效果。其對目標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)計了可用于無人作戰(zhàn)飛機的電磁脈沖武器。根據(jù)《舍菲爾德無人機手冊2002》中無人機的用途和有效載荷統(tǒng)計表，總結(jié)無人機的用途和任務(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、戰(zhàn)略無人機以及微小型，無人機的任務(wù)載荷裝備情況。隨著微電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)和航空技術(shù)的進步，無人機任務(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。電視攝像機逐步取代光學(xué)照相機在無人偵察機上廣泛應(yīng)用，電視攝像機正在進一步追求光學(xué)照相機的圖像質(zhì)量。未來的機載成像光譜儀可以在幾十個甚至幾百個波段成像，而不是只進行雙波段的探測。因此，將其與普通光電成像器件的高分辨力目標識別能力相結(jié)合，可兼得兩種系統(tǒng)的優(yōu)點。這種方法同時也存在著一些需要解決的問題，刟降低了整個無人機系統(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。目前的紅外熱成像和激光測距機等，技術(shù)已基本實現(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。這使無人機將不得不飛得足夠低，以截獲這些低功率信號。無人機數(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前的飛行速度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及機上設(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)與原理無人機數(shù)據(jù)鏈路一般由機載部分和地面部分組成。天線采用全向天線，有時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部分，一般包括一輛天線車（可以放在離無人機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數(shù)據(jù)連線，以及地面控制站中的若干處理器和接口。機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)生的信號進行混頻，然后再通過帶通濾波器進行濾波，此時的中頻信號經(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算機處理。（1）抗反輻射攻擊。護反輻射武器可以通過采用低截獲頻率、頻率捷變和擴頻技術(shù)來實現(xiàn)。采用擴頻、頻率捷變、功率管理和低占空比技術(shù)可獲得低截獲概