傳感器，陸軍的“火眼金睛”

前 言

伊拉克和阿富汗戰場上的接連獲勝，使美國陸軍不免興奮甚至飄飄然。不過，官方倒是沒有將所有功勞歸諸在自己身上。陸軍的官員絲毫不掩飾新型傳感器帶給他們的作戰優勢。

通過一些遙控或無人操縱的傳感器，即使在氣候惡劣、地形復雜的戰場上，士兵們也不致陷入危險的境地。作戰指揮官們利用傳感器發送來的信息，幾乎不可能誤將士兵直接運送到危險場所，尤其是漆黑的敵軍洞穴和地道。

地面傳感器

一支由陸軍副總參謀長領導的裝備組在伊拉克戰場上布置了大量的遙控或無人操縱傳感器，以及相應的數據鏈路系統。

在大規模部署傳感器的過程中，裝備組還不時地應用一些遙控設備和地面的無人武器系統。據陸軍情報、電子戰和傳感器計劃執行辦公室的主管說，現在有很多遙控平臺都裝備了光電和紅外相機，它們能隨時拍攝阿富汗境內恐怖組織的老巢。

“不久以后，我們將使用遙控設備來搜尋藏匿于阿富汗和巴基斯坦邊界的洞穴”，在提到伊拉克時，他說，“一些使用聲學儀、地震儀和影像儀的作戰傳感器，在保護作戰人員方面取得了很好的效果?！?/p>

伊拉克戰場上美國陸軍還使用了一種用三腳架固定的小型地面監視雷達ＡＶ／ＰＰＳ－５，它能夠檢測并分辨出方圓２０公里內的敵軍動向。這種雷達在對付敵軍阻擊和其它非傳統攻擊中扮演著極為重要的角色。

傳感器的效用與Ｃ３（命令、控制和通信）通信鏈路能力成正比，也就是說，Ｃ３的通信鏈路越先進，帶寬越高，傳感器效用也越顯著。

傳感器的部署方式

傳感器效用的發揮與部署方式大有關系。

實踐經驗表明，通過無人地面車輛（ＵＧＶ，即Ｕｎｍａｎｎｅｄ Ｇｒｏｕｎｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）或其它遙控設備把無人值守傳感器（ＵＧＳ）安置到敵軍附近具有較好的效果。

另一種部署方式是直接采用無人機（ＵＡＶ，Ｕｎｍａｎｎｅｄ Ａｅｒｉａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ），尤其是可以垂直起降的ＵＡＶ，如函道風扇式制式無人機（ＯＡＶ，即Ｏｒｇａｎｉｃ Ａｉｒ Ｖｅｈｉｃｌｅ），就是理想的ＵＡＶ平臺。

ＯＡＶ攜帶有多個傳感器套件，能在５０～７５公里內的區域內飛行，監聽并探測特定區域，對其它重點關注的區域也能快速定位。

部署和運行遙控或無人值守傳感器（ＵＧＳ）已使軍事情報部門受益。雖然它們仍有不少問題，但小巧的體型仍得到了情報部門的青睞。

他介紹說，在早期的測試場景中，遙控傳感器能同時檢測、跟蹤３個目標。而在最近的測試中，傳感器套件可同時檢測和跟蹤１０個目標。該套件由６～８個獨立傳感器組成，它們均安裝于ＵＧＳ上。

為了減少傳感器的能量消耗，通常情況下它們都處于“休眠”狀態。除非滿足特定條件，傳感器才會被激活。傳感器激活以后會自動捕獲周圍的信息，處理后再將信息發送到命令與控制單元。這些信息也可以經由ＵＡＶ轉發到地面站。

現場指揮官還可以根據作戰需要，將ＵＧＳ轉移到其它地方。

垂直起落ＵＡＶ

ＯＡＶ比微型無人機（ＭＡＶ，即Ｍｉｃｒｏ Ａｉｒ Ｖｅｈｉｃｌｅ）略大，適用于營級或更低級別的部隊。根據設計，ＯＡＶ將與ＦＣＳ的遙控地面車輛協同工作。

由于“身材小巧”，ＭＡＶ完全可以由士兵背在肩上，或由單人進行操作。而體形稍大的ＯＡＶ則要依賴ＦＣＳ的地面車輛來運送。

ＯＡＶ的發射和控制既可以通過高機動多用途輪式車輛，也可以通過遙控平臺。ＯＡＶ的主要作用是偵察、監視和目標采集。

受限于“體型”，ＭＡＶ和ＯＡＶ都必須使用小而輕的推進系統、傳感器套件和通信系統。根據２００４年初的估算，２００５年陸軍將收到２５架ＭＡＶ。

另一款可以垂直起落的ＵＡＶ——諾格的“火力偵察兵”（Ｆｉｒｅ Ｓｃｏｕｔ）也可以用于部署ＵＧＳ系統。

陸軍的ＵＡＶ還不能保持連續２０～３０小時的偵察與監視，因此ＵＧＳ是個很不錯的選擇。由于此前電力供應不理想，現在ＵＧＳ采用與移動電話相同的電力管理技術，ＵＧＳ的持續工作能力因此得以增強。

傳感器技術

研究與開發工作包括高級光電和紅外設備、機載視頻監視系統、超光譜傳感器、圖像處理系統，并對多種類型的無人和遙控平臺提供全方位的支持。

圖像處理主要用于無人作戰旋翼飛機，超光譜傳感器和其它傳感器則專用于大型ＵＡＶ（陸軍所謂的大型ＵＡＶ與其它部門使用的ＵＡＶ相比仍然偏?。?。

不同類型的ＵＡＶ使用的傳感器大同小異。雖然ＵＡＶ所用的傳感器都是小而輕的，但軍方要求其所具備的能力應盡可能地接近大型的機載平臺。

除了性能要求，傳感器的規格、重量和成本也都有限制。不過，最后往往是性能和規格的平衡。

專家們為ＵＡＶ機載設備新添了許多功能，如模擬和數字攝像技術。機載設備總重約２５公斤，還包括彩色相機、激光尋標器和激光目標指示器等等。

超光譜傳感器

超光譜傳感器在檢測和定位偽裝或隱蔽的移動目標時，表現出極大的發展潛力。這種傳感器技術將紅、綠、藍三色分解成大約３００個波段，然后利用光譜而不是空間信息來定位目標。

超光譜傳感器的關鍵是基于特定算法的信號處理。簡單地說，就是要求傳感器只在必要的時候啟用，而且不會經常發出錯誤警告。

因為任何設備的表面材料的光譜都是獨一無二的，所以傳感器能檢測并識別出目標。例如，將某處的色彩與周圍位置的色彩相比，就可以檢測出偽裝的目標。采用這種方式時，并不需要所有的頻段都與背景相匹配。

最近的一次作戰演習中，超光譜傳感器檢測到一個偽裝的、接近著陸區的空中防御站。而在此之前，用了多得多的常規傳感器，卻根本檢測不出這個目標。

專家們現在正在研究可編程的、具有模板匹配能力的光譜傳感器。

夜視實驗室

已研制成功的最新型紅外傳感器，重量僅為０．１１公斤，而且具有極高的可靠性。這些傳感器使用能量檢測法，可以定位一公里范圍內的目標，這對于小型ＵＡＶ來說已經足夠了。

聲學傳感器也在積極開發之中。當圖像或超光譜傳感器檢測到樹叢背后隱藏的可能是坦克時，ＵＡＶ會利用聲學傳感器來證實，以避免遭遇埋伏的裝甲車輛。這是因為坦克即使處于空閑狀態，仍會產生噪音。

夜視實驗室想方設法縮小傳感器的重量、規格和電源消耗，并通過光譜提高分辨率和可靠性。

未來的陸軍部隊所要求的傳感器設備應該是低成本、高性能，而且能滿足多任務要求，無論它們是傳統的、遙控的、機載的、還是地面的。事實上，傳感器的成熟度已成為快速變化的戰場上，能否擁有強大而精確打擊能力的關鍵。