淺談大型無人機平臺應用建設新模式

閆東 齊宇航 王誠

摘? 要： 無人機憑借其機動性強、續航時間長、載重能力大、安全性高及成本低等特點，已在軍用、警用及民用領域發揮了越來越重要的作用，成為軍事應用、警用應用及民用應用的重要手段。但大型無人機平臺應用也面臨了一些現實問題，由于軍事應用多為突發事件，時效性要求高，民用應用領域廣泛，任務種類繁多，警用應用兼具軍事及民用應用二者的特點，加之軍民警任務分工有交叉但各自裝備獨立運營，故而導致各自裝備系統出勤率及利用率低，無法實現系統的高效協調統一。因此，本文提出了基于軍民警三用、平戰結合的大型無人機平臺應用建設新模式，既能夠優化軍用、警用、民用無人機之間任務分工，提高設備的出勤率，又能夠多載荷“協調+切換”、多數據“監控+落地”，實現各類需求覆蓋、資源融合共享及統一調度指揮。因此，本文具有重要現實意義和參考價值，為現有大型無人機平臺應用模式提供了強有力指引。

關鍵詞： 軍民警三用;平戰結合;無人機應用;多數據;多載荷

中圖分類號： V279? ? 文獻標識碼： B? ? DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.01.019

【Abstract】： The large-scale UAV systems have played a more and more important role in military， police and civilian fields because of their strong maneuverability， long endurance time， large load capacity， high safety and low cost. Undoubtedly， the large-scale UAV systems have become an important mean for military， police and civilian applications. However， there are also some practical problems faced with these applications above. As it known， most of the military applications are unexpected events with high timeliness requirements， the civilian applications have wide range and many tasks， the police applications have the characteristics of both military and civilian applications. Besides of that， the division of military， police and civilian tasks is overlapping but their equipment execute independently. Therefore， the attendance and utilization rate of each equipment system is low， which affect the efficient coordination and unification of the system. This paper presents a new mode of construction and application based on large-scale UAV system serving for military， police and civilian and applying in both peacetime and wartime， which can highly improve the attendance rate of equipment and easily realize multi-payload "coordination + switching" and multi-data "monitoring + landing" to achieve various needs coverage and resources integration and unified dispatching command. Therefore， this paper has important practical significance and reference value， and provides a strong guide for the construction and application based on large-scale UAV system.

【Key words】： Serving for military; Police and civilian; Combination of peacetime and wartime; Application based on UAV system; Multi-data; Multi-payload

0? 引言

無人機作為一種智能手段正在推動傳統產業的智能升級，“無人機+傳統產業”時代已經到來，機動性強、續航時間長、載重能力大、安全性高、建設及運維成本低，無人機將有效彌補傳統有人機及其他手段的弊端，為各行各業應用帶來新氣息。但由于軍用、警用、民用應用所屬部門及職責有所不同，目前的無人機應用尚處于各自為營的狀態，裝備出勤率低、系統作業效率低成為了目前大型無人機平臺應用面臨的主要問題，如何在保證各領域及各行業應用的基礎下，積極探索無人機應用的新模式及新手段，提高系統設備利用率并實現資源統一指揮調度，具有重要的現實和歷史意義[1，2]。

1? 大型無人機平臺應用建設新模式

本文提出的軍警民三用、平戰結合的大型無人機平臺應用建設新模式能夠有效解決上述問題，能夠在軍事管理化、警用應急化、民用常態化的背景下構建一個平戰一體、常態運行的應用平臺和團隊[3]。

1.1? 軍民警三用

目前，根據無人機的應用領域和所屬行業可以將其分為軍用、警用、民用三類。其中，軍用無人機引領警用無人機和民用無人機的技術研制及發展，警用無人機在功能定位上介于軍用無人機和民用無人機之間，民用無人機為軍用無人機和警用無人機的使用模式和應用方向提供了參考[4]。

1.1.1? 軍用

主要進行軍事情報獲取、軍事目標摧毀（包括指揮部、裝甲、運動皮卡車、武器庫和集群目標等）、協同軍種作戰、執行打擊封鎖、開展實戰殺傷等任務。從戰場的實際情況出發，充分利用無人機的能力和特點，不斷探索定點清除、要道伏擊、正面攻堅和陣地防御、空中護航或要地防御及戰場支援等戰法，從而在在實戰應用中進行探索和創新[5-7]。

1.1.2? 警用

主要進行特警、巡警、刑事、防爆、禁毒、治安、交通、消防等各個警種領域，通過重點布防、快速反應及區域覆蓋，能夠預防、制止和偵查違法犯罪活動、防范和打擊恐怖活動、維護社會治安秩序，并且能夠為突發性事件的快速管控和指揮調度提供決策依據[8-12]。

1.1.3? 民用

主要用于農業植保、影視航拍、災情檢測、災后救援、航空測繪、森林防火、安保設防、管道巡檢、地質勘探、海洋海事、交通管制等領域，民用無人機作為一種智能化的工具正在助力“無人機+ 傳統產業”，降低生產成本、降低作業危險、提高生產效率，從而推動傳統產業的智能升級[13-16]。

本文旨在滿足軍用、民用、警用的需求和響應下，創建一套能夠適應軍民警三用的大型無人機平臺應用系統，適應國家各行各業的應用需求，滿足各個領域的作業任務，為構建高效協調統一、反應迅速、覆蓋面廣的聯合應用體系提供有力保障。

1.2? 平戰結合

大型無人機平臺建設應用新模式旨在通過平戰結合設計，提高無人機出勤率及有效作業率。平時可以承擔航測航拍、通信中繼、航空物探、環境監測等任務。戰時逐行偵察監視、對地攻擊、火力引導、通訊偵察等任務。

1.2.1? 平時任務

1.2.1.1? 航空測繪

配置：無人機+高清光電+高清相機+SAR+衛通

無人機搭載高清光電、高清相機、SAR在測繪區域內，按照提前規劃好的航跡開展測繪任務作業，通過相機地面監控監測軟件可對相機成像參數進行設置并通過航測控制器完成成像數據機上實時處理，圖片下傳至地面后完成圖像快拼，并通過三維地理信息指揮系統實時顯示所關注點經緯度、飛行高度及飛行航跡等信息，同時可進行高清光電視頻與高清相機的圖像進行聯動，針對感興趣的目標區

域進行貼圖。并且在氣候條件復雜的情況下，可以使用SAR進行測繪成像，彌補傳統光學測繪設備對氣候條件適應性的不足。

1.2.1.2? 航空物探

配置：無人機+航磁設備+航放設備+航重設備+衛通

無人機同時或單獨搭載航磁、航放、航重設備開展全天時全天候的航空物探任務。其中搭載航磁及航放設備時，執行超低空沿地形起伏跟隨飛行任務;搭載航重設備時，以固定巡航高度開展重力場探測任務。航空物探可用于探測陸地和海洋中鐵磁性礦物、石油、天然氣等，也可利用航空重力測量數據確定大地水準面，對于資源勘探和大地測量具有非常重要的作用和意義。

1.2.1.3? 環境監測

配置：無人機+高清光電+高清相機+SAR+衛通

無人機搭載高清光電、高清相機、SAR開展全天候、全天時的對地觀測任務。針對不同環境，可開展不同的環境監測任務，如自然災害如泥石流、地震、森林失火、山體滑坡、海洋赤潮綠潮、電力巡線等，基于無人機的航空遙感觀測手段是傳統航天遙感手段的有效補充，能夠有效解決數據傳輸距離、天氣因素、安全因素等制約。對環境變化進行及時的監視監測，可實現高效快速的響應及處置;同時所獲取的數據也可以作為歷史數據存儲于數據庫中，為異常檢測和歷史比對提供參考依據。

1.2.1.4? 通信中繼

配置：無人機+語音電臺+通信基站+衛通

利用無人機搭載衛星通信分設備及基站通信設備，衛星通信設備依托寬帶通信衛星資源完成移動通信業務數據的衛星通信中繼功能。基站設備通過衛星鏈路與移動交換中心連接，并且指揮中心可通過語音電臺傳輸指令，指揮無人機和人員行動，根據任務需求快速部署至目標區域進行任務飛行，解決由于信息通聯不暢而無法滿足指揮命令和現場情況及時的下達上傳的問題，保證目標區域的通信暢通。

1.2.2? 戰時任務

1.2.2.1? 偵察監視

配置：無人機+高清光電+高清相機+衛通

無人機起飛后在目標區域上空周圍進行盤旋。指揮中心通過高清光電的可見光及紅外傳感器對重要設施重要公共場合輪流監測，并通過語音電臺與地面巡邏人員溝通，調集人員進入指定街區，收集并監視重點區域的車流和人流動態。通過無人機對目標區域上空開展的持續監視任務，能夠有效彌補因為凌晨時刻人流和警力都較少情況下，恐怖分子的襲擊活動，能夠及時獲取區域態勢，并將偵察信息、態勢信息實時傳輸至指揮中心，對目標進行持續監視或指揮前線警員前往目標區域實行抓捕行動，有效保護目標區域的穩定。

1.2.2.2? 對地攻擊

配置：無人機+高清光電+機載武器+衛通

無人機人機可通過搭載高清光電、激光制導武器對可疑目標實現精確打擊。高清光電可在白天、夜晚分別通過可見光、紅外視頻對重點區域進行偵察，當預先獲取精確的目標位置情況下，可針對目標的具體情況利用GPS制導或激光制導炸彈進行定點轟炸，同時也可利用激光制導導彈實施精確打擊;當預先獲取的目標情報具有模糊性時，可利用無人機遠距離持續晝夜偵察的優勢，對情報進行核實后，對目標進行定位、鎖定、攻擊和毀傷評估，指導指揮決策處置方案[17]。

1.2.2.3? 火力引導

配置：無人機+高清光電+機載武器+衛通

充分利用無人機長航時、全天時執行任務特點，利用無人機與地面部隊和其它兵種協同作戰，由戰區聯合作戰指揮部進行統一指揮，通過高清光電實時掌握戰場態勢，必要時對指揮部、重要火力點、進攻集群等發動主動攻擊，成功引導火力或者發現地方火力點、雷達、通信設備后，可以利用戰斗機、坦克等其他戰斗裝備進行打擊，為整個作戰指揮的正面攻堅和陣地防御提供支撐。

1.2.2.4? 通信偵察

配置：無人機+高清光電+通偵設備+衛通

通過無人機搭載通偵設備，在指定區域內進行長時間、大范圍的搜索偵察。采用通信偵察系統對覆蓋范圍內的信號進行偵察，能夠對重點目標信號進行遠距離測向、定位，獲取區域內電磁態勢情報，實施了解戰場動態，根據粗測結果可以引導無人機飛往指定區域，為光電偵察和武器系統精確打擊提供情報支援。

2? 大型無人機平臺應用建設架構

大型無人機平臺應用系統由飛行平臺分系統、測控通信分系統、任務載荷分系統及綜合保障分系統四部分組成。旨在通過任務載荷分系統構建多載荷“協同+切換”，測控通信分系統構建多數據“監控+落地”，從而滿足軍民警各類應用需求、提升數據獲取能力，完善實時監控能力，實現軍民警三用、平戰結合聯合應用體系。

2.1? 多載荷“協同+切換”

高清光電、高清相機、SAR、機載武器、航磁設備、航放設備、航重設備、通偵設備、語音電臺及通信基站均可作為任務載荷分系統的一部分，同時也可根據具體任務需求對載荷配置進行擴展和調整。當執行不同任務時，各個載荷可以獨立工作，也可以聯合工作，多載荷的“協同+切換”保證了不同任務的應用效果和執行效率。例如，在天氣條件良好時使用高清相機，在霧、陰雨、小雪及黑夜等復雜條件下使用SAR執行航空測繪任務，高清相機和SAR的協同切換可保證全天時全天候作業，大大提高作業效率和效果。

2.2? 多數據“監控+落地”

測控通信分系統為無人機起降及任務飛行過程中提供微波視距測控和超視距衛星通信的業務功能，在起降時，使用微波視距鏈路進行對無人機平臺的操作控制，而在超出視距范圍后，微波視距鏈路將操控權交由衛星通信鏈路進行執行，需多點落地的用戶業務級數據均全程使用衛星通信鏈路進行傳輸。如圖3所示，以新疆為例，在全疆分別布置三個起降機場作為任務基地，烏魯木齊作為全疆指揮中心，為“基地+中心”配置衛通地面站，從而實現全疆全系統的多數據“監控+落地”，為平時任務數據接入及戰時指揮控制提供有力保障。

3? 大型無人機平臺應用建設新模式優勢

（1）平戰結合，多任務化的完善體系模式

平戰結合的應用模式有效改善了傳統無人機系統任務單一化的弊端，可以極大提高無人機的出勤率，使得無人機的使用趨于日常化、常態化、多任務化，完善了現有大型無人機平臺應用的體系模式。

（2）軍警民三用，多位一體的聯合應用體系

軍民警三用使得共同創建一套適應國家各類應用需求、聯合多方資源開展應用成為可能，同時軍用、警用、民用無人機的經驗和模式的相互融合和聯合，更進一步提高了整個體系的能力。

（3）高效統一，全天時全天候的應用作業能力

大型無人機平臺具有續航時間長、載重能力大的特點，可以根據不同的應用需求搭載不同的任務載荷，實現全天時全天候的作業能力，從而保證監視監控任務全覆蓋，平戰結合軍警民全響應的態勢。

（4）機動靈活，快速響應的突發事件反應能力

恐怖事件多發生在邊境地區，地形環境及氣象條件復雜，傳統的管控手段對突發事件難以及時響應和管控。大型無人機平臺能快速抵達任務區域，為打早、打小和控制事態發展，提供時間、情報、物質和打擊的技術保障。

（5）安全可靠，全面化立體化的應用手段

大型無人機平臺具備超視距通信及多載荷掛載能力，能夠實現數據及時分享、資源有效利用、技術互聯互通、目標全程可控、保障精準到位，是目前最為全面化、立體化的應用手段。

4? 總結與展望

本文提出的基于軍民警三用、平戰結合的大型無人機平臺應用建設新模式，可以實現各類需求覆蓋、資源融合共享及統一調度指揮等功能，不僅提高了民用應用的作業效率，而且并且能夠為應急事件的快速反應和指揮調度提供決策依據。

在后續的建設和應用中將進一步擴展平戰應用方向，使得任務更加多樣化、豐富化、全面化，同時進一步關注多源數據處理及融合，實現無人機大數據挖掘、多數據融合、多數據交叉比對，使得大型無人機平臺應用系統逐步向智能化方向發展。

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