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廣皓天
【中國智能制造網(wǎng) 智造快訊】較之于傳統(tǒng)的視距測控系統(tǒng)，衛(wèi)星通信系統(tǒng)作為有效的超視距測控和信息傳輸解決方案，可以進一步提高無人機的通信能力和整體作戰(zhàn)效率。“無人機+衛(wèi)星通信”是完成一場集察打于一體戰(zhàn)爭的佳組合，對戰(zhàn)爭影響深遠。
明察秋毫 衛(wèi)星中繼服務(wù)為武裝無人機“開眼”
近日，據(jù)外媒報道，美國數(shù)據(jù)通道公司與美軍簽訂了一份3.63億美元合同，將為包括捕食者無人攻擊機和鷹無人偵察機在內(nèi)的無人機作戰(zhàn)部隊提供更加靈活、的衛(wèi)星中繼服務(wù)。那么，衛(wèi)星是如何為無人機提供中繼通信服務(wù)的呢？
衛(wèi)星中繼 信息接力
近年來，衛(wèi)星通信系統(tǒng)以覆蓋范圍廣、信息容量大、傳輸質(zhì)量高的特點，得到各軍事強國的高度重視，而無人機體積小、造價低、使用方便、戰(zhàn)場生存能力強，同樣得到各軍事強國的青睞。在近年來爆發(fā)的幾場局部戰(zhàn)爭中，“通信衛(wèi)星+無人機”的組合圓滿完成了情報、監(jiān)視和偵察等任務(wù)，對戰(zhàn)爭產(chǎn)生了深遠影響。
無人機衛(wèi)星通信系統(tǒng)一般由機載用戶終端和衛(wèi)星中繼站組成。地面指揮站或指揮中心通過光纖將無人機的控制指令送往地面衛(wèi)星通信站進行處理，經(jīng)過數(shù)據(jù)加密、編碼、調(diào)制和變頻放大后，再通過天線發(fā)送給衛(wèi)星。
通信衛(wèi)星再將接收到的無人機控制指令信號放大后轉(zhuǎn)發(fā)給機載用戶終端。機載用戶終端再將信號發(fā)送至機載指揮單元的各個分系統(tǒng)執(zhí)行設(shè)備，完成偵察或打擊任務(wù)。
一名參加過伊拉克戰(zhàn)爭的無人機操控人員說：“我們身在拉斯維加斯，心在伊拉克，衛(wèi)星通信讓我們身臨其境。”
實際上，美國空軍部署在伊拉克的所有捕食者無人機都是在內(nèi)華達州空軍基地遙控操作的。因此，“無人機+衛(wèi)星通信”是完成一場集察打于一體戰(zhàn)爭的佳組合。
作戰(zhàn) 如臂使指
遙測(位置、速度、姿態(tài)等飛行信息)和遙控(地面遙控指令)信息是事關(guān)無人機飛行安全和任務(wù)成敗的關(guān)鍵因素。雖然，這類信息傳輸速率較低，但可靠性要求較高，受地形和地球曲率影響，傳統(tǒng)無人機的測控僅能在視距范圍內(nèi)實現(xiàn)，而衛(wèi)星通信則為無人機的化作戰(zhàn)提供了更加全面的技術(shù)手段。
以美國鷹無人機為例，該機加裝了特高頻(UHF)低速衛(wèi)星通信終端作為超視距備份鏈路，信息傳輸速率為1.2Kbps/秒，可實現(xiàn)低速遙控指令和遙測信息的超視距傳輸。
目前，“捕食者”的改進型水手偵察無人機也加載了海事衛(wèi)星的按需分配多接入UHF窄帶衛(wèi)星通信設(shè)備，同樣具備1.2Kbps/秒的信息傳輸能力。
正是由于衛(wèi)星通信中的UHF/L/C等低頻信號傳輸穩(wěn)定，設(shè)備技術(shù)成熟，目前在各國裝備的軍、民用無人機中得到廣泛運用。
另外，商用通信衛(wèi)星、海事衛(wèi)星等商用衛(wèi)星公司都提供了低速數(shù)據(jù)接入服務(wù)。同時，為了保證無人機更好的探測和通信要求，其天線一般都安裝在機頭上方的結(jié)構(gòu)內(nèi)。
高速數(shù)傳 明察秋毫
無人機通過攜帶可見光、紅外以及合成孔徑雷達等偵察設(shè)備，可以在敵方上空執(zhí)行全天候監(jiān)視、偵察、打擊任務(wù)，但傳統(tǒng)視距鏈路受布設(shè)地點和視距范圍限制，無法滿足此類無人機全天時、全天候的作戰(zhàn)需求。
因此，將衛(wèi)星采集自各地的高速ISR數(shù)據(jù)實時回傳至地面指揮中心，成為無人機對衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本要求。
例如，鷹無人機選用了Ku頻段拋物面衛(wèi)星通信天線，使用三軸機械座架，信息的發(fā)送速率高達50Mbps/秒。“捕食者”裝有直徑75厘米的三軸拋物面天線，加上信號處理調(diào)制解調(diào)器組件，可以實現(xiàn)高1.522Mbps/秒的偵察信息傳輸能力。以色列研制的蒼鷺系列偵察無人機采用了包含一套25厘米×10厘米的X波段平板天線和直徑80厘米的圓盤式天線系統(tǒng)，二者均裝在一個雙軸穩(wěn)定支架上，具備高128Kbps/秒的信息傳輸能力。
此外，寬帶衛(wèi)星通信通常使用X/Ku/Ka頻段資源，其天線增益較高，在同等速率下機載天線可進行小型化處理，同時受地面和鄰星的信號干擾相對較小，可滿足無人機對高速信息傳輸?shù)男枨?。例如，通信衛(wèi)星組織經(jīng)營的商用通信衛(wèi)星、美國的極高頻軍用通信衛(wèi)星、日本的煌2號軍用通信衛(wèi)星等都提供了這類寬帶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。
另外，由于大型偵察無人機主要在高空飛行，一般會采用技術(shù)成熟、性能較好的拋物面衛(wèi)星通信天線，再配合高清偵察設(shè)備，就能對敵方目標區(qū)域?qū)嵭羞h程精細化偵察，為作戰(zhàn)部隊提供可靠的情報信息。
總之，隨著無人機技術(shù)的快速發(fā)展和任務(wù)載荷的不斷升級，傳統(tǒng)的視距測控系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足無人機大范圍、全天候、高速率的信息傳輸需求，而衛(wèi)星通信系統(tǒng)作為有效的超視距測控和信息傳輸解決方案，可以進一步提高無人機的通信能力和整體作戰(zhàn)效率。
(原標題：衛(wèi)星中繼信息接力：助武裝無人機超視距作戰(zhàn))
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