淺談無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)與雷達(dá)系統(tǒng)的完美結(jié)合

張荻　李碩睿

[摘 要]無(wú)人機(jī)自其問(wèn)世以來(lái)在幾十年的發(fā)展中，性能得到了很大的提升，在遙感和雷達(dá)系統(tǒng)的組合上也得到了完美的運(yùn)用。無(wú)人機(jī)在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)作為遙控飛機(jī)炸彈幫助人們完成任務(wù)，軍用和民用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的新技術(shù)在不斷發(fā)展，使用范圍越來(lái)越廣泛，如今更以其低成本和高效靈活及自動(dòng)智能化的特點(diǎn)被人們所認(rèn)可并使用。本文結(jié)合了無(wú)人機(jī)遙感和雷達(dá)的相關(guān)介紹和無(wú)人機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，分析了它的研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景，希望我國(guó)無(wú)人機(jī)的發(fā)展越來(lái)越好。

[關(guān)鍵詞]無(wú)人機(jī)；遙感系統(tǒng)；雷達(dá)系統(tǒng)；介紹；優(yōu)點(diǎn)；結(jié)合

中圖分類(lèi)號(hào)：TN 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）17-0133-01

無(wú)人機(jī)利用先進(jìn)的無(wú)人駕駛飛行器和遙感傳感器及通訊等技術(shù)的組合，智能獲取空間類(lèi)型的遙感信息，完成相關(guān)的處理。它作為空中力量的一種，將各國(guó)的空間作戰(zhàn)思想和模式、編制等方面的思考帶入了新的探索領(lǐng)域，推動(dòng)了無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)策略的思考高潮。隨著近年防空武器精確化的快速崛起，無(wú)人機(jī)的研究開(kāi)發(fā)有了新的突破，對(duì)有人駕駛飛機(jī)也有了更多的威脅。下面來(lái)說(shuō)一下關(guān)于無(wú)人機(jī)雷達(dá)和遙感系統(tǒng)發(fā)展的完美結(jié)合。

一.無(wú)人機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

無(wú)人機(jī)的運(yùn)用可以說(shuō)是多個(gè)方面，下面來(lái)看一下無(wú)人機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有哪些。

第一：在軍事方面，無(wú)需機(jī)組人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域或者需被營(yíng)救的同胞身處的危險(xiǎn)地域進(jìn)行探查，無(wú)人機(jī)可以代替人們?nèi)ネ瓿蛇@些使命，有效的減少傷亡的人數(shù)。

第二：價(jià)格便宜。在軍事方面，不管是有無(wú)人駕駛的飛機(jī)很難做到不被擊落，但無(wú)人機(jī)制造成本相比有人駕駛的飛機(jī)更為低廉，功能再有人方面也不遜色，小批量生產(chǎn)的高空長(zhǎng)續(xù)航時(shí)的GLOBAL HAWK系統(tǒng)的單價(jià)僅在一千到三千萬(wàn)美元之間。它的體型小，耗費(fèi)低，培訓(xùn)一個(gè)操作員所需要的時(shí)間也比較短，最重要的是，它不需要專(zhuān)門(mén)租用起飛降落和停放的場(chǎng)地，節(jié)約了一定的土地資源。

第三：使用方便，不受機(jī)組人員身體狀況的影響。有人駕駛的飛機(jī)的運(yùn)行狀況和駕駛員的身體素質(zhì)相關(guān)聯(lián)，人員自身就受到多重因素的影響，有人駕駛的飛機(jī)自然受影響的因素種類(lèi)多，無(wú)人機(jī)本身的運(yùn)行不受人員的影響，因而在對(duì)比之下發(fā)現(xiàn)無(wú)人機(jī)更為穩(wěn)定，它可以在超長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間和機(jī)動(dòng)條件較高時(shí)執(zhí)行任務(wù)。

第四：體積小，在作戰(zhàn)室隱蔽性強(qiáng)。與噴氣類(lèi)戰(zhàn)斗機(jī)相比，無(wú)人機(jī)的紅外噴射小很多，敵方一般的雷達(dá)與紅外探測(cè)設(shè)備的不容易偵測(cè)到無(wú)人機(jī)的存在和軌跡，并且它自身可攜帶一定的反偵測(cè)和有干擾能力的能力，所以它自身的防御能力也很強(qiáng)。

第五：具有高分辨遙感影像數(shù)據(jù)獲取的能力。這是無(wú)人機(jī)的最大特點(diǎn)之一，高精度數(shù)碼成像設(shè)備被它所搭載，讓無(wú)人機(jī)具有了面積覆蓋、垂直和傾斜成像的技能，從而使無(wú)人機(jī)獲取圖像的空間分辨率可以達(dá)到分米級(jí)別，適合很大比例遙感尺的應(yīng)用。所以在軍事方面，無(wú)人機(jī)的滲透式臨空近距離探測(cè)技能可以發(fā)揮很大的作用，它成功的實(shí)現(xiàn)大擦地角，對(duì)于地面的清晰度及可見(jiàn)度有很強(qiáng)的分辨率。且在敵軍防區(qū)腹地臨空?qǐng)?zhí)行任務(wù)時(shí)，對(duì)敵軍的士氣有很大的打擊，以至于影響他們對(duì)武器的操作能力，讓武器及整個(gè)作戰(zhàn)的計(jì)劃都不能完整的發(fā)揮出來(lái)。

二.無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)與雷達(dá)系統(tǒng)的完美結(jié)合

（一）無(wú)人機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

在1917年，無(wú)人機(jī)出現(xiàn)并作為靶機(jī)研制與應(yīng)用。二十世紀(jì)七十年代的時(shí)候，無(wú)人機(jī)開(kāi)始裝載機(jī)用雷達(dá)，作用于方向和高度的測(cè)量。隨著計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)的發(fā)展，二十世紀(jì)八十年代無(wú)人機(jī)在作戰(zhàn)、偵查及民用遙感飛行平臺(tái)方面的運(yùn)用性能不斷提高，各種數(shù)字化、低重量、小體積、高精度的新型傳感器不斷研究出世，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用范圍和涉及領(lǐng)域也得到了迅速的擴(kuò)大。九十年代初，無(wú)人機(jī)逐漸安裝新型雷達(dá)系統(tǒng)，主要研制和開(kāi)發(fā)了綜合傳感器組件的重要組成小型合成孔徑雷達(dá)。

在續(xù)航時(shí)間上，無(wú)人機(jī)從之前的一個(gè)小時(shí)拓展到了幾十個(gè)小時(shí)，任務(wù)的載荷從之前的幾公斤拓展到了現(xiàn)在的幾十幾百公斤的重量，這為無(wú)人機(jī)長(zhǎng)時(shí)間，大范圍的檢測(cè)做了有力的保障。傳感器從膠片到數(shù)字化的發(fā)展為同時(shí)拍攝彩色和紅外及全色的高精度航拍提供了可能，在這個(gè)階段我國(guó)國(guó)內(nèi)就有擁有8000多萬(wàn)像素的數(shù)字航空測(cè)量相機(jī)，在飛行效率上，科學(xué)研究院人員通過(guò)研究組合照相的辦法，加之將開(kāi)發(fā)的軟件再拼接的策略，將飛行效率得到很大的提高。無(wú)人機(jī)不僅可以更新地質(zhì)環(huán)境信息和GIS數(shù)據(jù)庫(kù)，還可以對(duì)其進(jìn)行修正與升級(jí)，對(duì)政府在地質(zhì)方面的管理起了很大的作用，保證了科學(xué)技術(shù)的有效進(jìn)行。在改革開(kāi)放后，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)對(duì)地區(qū)的地容地貌有了很大的影響，無(wú)人機(jī)的使用為我國(guó)航空遙感業(yè)務(wù)提供了便利，有利于對(duì)地理資料的整理。

（二）無(wú)人機(jī)遙感與雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)展前景

無(wú)人機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)僅用了十年的時(shí)間完成了從實(shí)驗(yàn)室到試飛測(cè)試及裝備使用，目前技術(shù)在創(chuàng)新，雷達(dá)系統(tǒng)也會(huì)不斷地完善，與遙控技術(shù)的結(jié)合將會(huì)對(duì)我國(guó)軍事的發(fā)展做出不可描述的作用。

無(wú)人機(jī)的雷達(dá)工作頻段從微波拓展到了毫米波，MWTIS就是很好的例子，毫米波雷達(dá)的體積小和重量輕有利于節(jié)約無(wú)人機(jī)的機(jī)身空間，且毫米波對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)的適用能力和阻抗干擾的能力特別強(qiáng)，更大程度的提高了無(wú)人機(jī)的性能。無(wú)人機(jī)在模式的選擇中有了改善，可以實(shí)現(xiàn)多模式同時(shí)進(jìn)行的工作模式，如在雷達(dá)中，享有超高分辨率的聚束模式的同時(shí)可以享受條帶觀測(cè)和掃描觀測(cè)。讓無(wú)人機(jī)的使用更為方便，更大程度的滿足了人們的需求，對(duì)軍事作戰(zhàn)起到了很大的幫助，不僅節(jié)省了人力物力，還以高效率的工作方便了軍事需求。除了多模式應(yīng)用外，實(shí)現(xiàn)了SAR與MTI間的互相兼容，之前的無(wú)人機(jī)工作模式中，兩者是分別工作，互不影響，對(duì)于戰(zhàn)場(chǎng)中形態(tài)的偵測(cè)有一定的消極影響，通過(guò)合成孔徑功能的運(yùn)用，在對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)形成高識(shí)別度的同時(shí)完成固定與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)，提高了工作效率。有源相控掃面天線可快捷的改變波束的位置，對(duì)于發(fā)射以及接收的波束形狀可以進(jìn)行自由的控制，且具有較強(qiáng)的抗干擾能力，在敵軍截取信號(hào)時(shí)，由于它的高隱蔽性會(huì)讓被發(fā)現(xiàn)的幾率降低，除此高可靠和較寬的視野都比機(jī)械掃描天線的優(yōu)越性好，將其使用在無(wú)人機(jī)上會(huì)是完美的結(jié)合。無(wú)人機(jī)在被更多地用于影像的獲取，在很多氣象監(jiān)測(cè)和測(cè)量部門(mén)都由廣泛的應(yīng)用。它在低空拍攝大比例尺圖像，在經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)的提取，對(duì)解釋非法堆積廢棄垃圾等方面的環(huán)境調(diào)查起到了重大作用；通過(guò)正射影像的處理，在結(jié)合具體的損失情況，可以對(duì)國(guó)家進(jìn)行自然損傷的統(tǒng)計(jì)做出有效幫助；對(duì)正在噴發(fā)的無(wú)法進(jìn)入的火山，通過(guò)無(wú)人機(jī)對(duì)火山深部的拍攝可以了解我們看不到的自然萬(wàn)物。

三.小結(jié)

無(wú)人機(jī)作為新型的遙感雷達(dá)平臺(tái)，不僅在生活中幫助我們了解到眼睛無(wú)法看到的深處現(xiàn)象，還對(duì)國(guó)防的發(fā)展起到了十分重要的作用。通過(guò)本文對(duì)無(wú)人機(jī)優(yōu)點(diǎn)的描述，國(guó)內(nèi)外無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)和雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)象和前景的分析，發(fā)現(xiàn)了兩者的完美結(jié)合對(duì)各方面的重要影響，在以后的研究中，要注意兩者的各種配合發(fā)展，將我國(guó)的無(wú)人機(jī)技術(shù)發(fā)展到世界先進(jìn)水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 晏磊，呂書(shū)強(qiáng)，趙紅穎；無(wú)人機(jī)航空遙感系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J]；武漢大學(xué)學(xué)報(bào)；2004年.

[2] 洪宇，龔建華，胡社榮，黃明祥；無(wú)人機(jī)遙感影像獲取及后續(xù)處理探討[J]；遙感技術(shù)與應(yīng)用；2008年.

[3] 姬淵，秦志遠(yuǎn)，王秉杰，劉曉輝；小型無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)在攝影測(cè)量中的應(yīng)用研究[J]；測(cè)繪技術(shù)裝備季刊；2008年.

[4] 白光瑞；軍用無(wú)人機(jī)雷達(dá)發(fā)展概述；雷達(dá)與電子戰(zhàn)；2001年.