通信中繼無人機(jī)在作戰(zhàn)中的運(yùn)用

當(dāng)今，智能技術(shù)、信息技術(shù)深入發(fā)展，促使戰(zhàn)爭形態(tài)發(fā)生了深刻的改變。以無人機(jī)為代表的智能裝備不斷涌現(xiàn)，這些新質(zhì)作戰(zhàn)力量為作戰(zhàn)指揮通信帶來了新的變化。搭載通信中繼系統(tǒng)的無人機(jī)被逐步應(yīng)用于指揮通信網(wǎng)絡(luò)，發(fā)揮了重要作用。

通信中繼無人機(jī)的發(fā)展歷程

初創(chuàng)階段

早期無人機(jī)設(shè)計較為簡單，無法搭載通信中繼設(shè)備執(zhí)行任務(wù)。20世紀(jì)末期，大量無人機(jī)在多個現(xiàn)代化戰(zhàn)場執(zhí)行任務(wù)，但是地面部隊信號覆蓋范圍有限的問題亟待解決，研發(fā)通信中繼無人機(jī)的重要性日益凸顯。2004年，美軍RQ-11B“大烏鴉”小型無人機(jī)加裝了通信中繼設(shè)備，能夠?yàn)樵谏降亍⒊鞘械貐^(qū)執(zhí)行任務(wù)的地面部隊提供通信中繼服務(wù)，這一舉措大大增強(qiáng)了美軍地面部隊在復(fù)雜地形下的指揮通信能力。美軍的成功案例激發(fā)了其他國家研制通信中繼無人機(jī)的興趣，同時也為后續(xù)各種通信中繼無人機(jī)型號研發(fā)提供了實(shí)踐案例。

蓬勃發(fā)展階段

當(dāng)小型無人機(jī)搭載通信中繼設(shè)備在作戰(zhàn)中取得成效后，美軍開始對更多的通信中繼無人機(jī)進(jìn)行升級。2005年，美國對RQ-4B“全球鷹”高空長航時無人偵察機(jī)進(jìn)行改型，加裝了“戰(zhàn)場機(jī)載通信節(jié)點(diǎn)”（BACN），并重新將RQ-4B命名為EQ-4B（見圖1）。 EQ-4B無人機(jī)主要承擔(dān)不同型號飛機(jī)的通信中繼任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了不同型號飛機(jī)的實(shí)時數(shù)據(jù)共享。美國還致力于不同類型無人機(jī)搭載通信中繼系統(tǒng)的研究。美國海軍在2017年采購的“黑翼”潛射無人機(jī)（見圖2）搭載通信中繼設(shè)備，可為潛艇、水面艦艇甚至無人潛航器提供通信中繼服務(wù)。

近年，我國無人機(jī)和5G移動無線通信技術(shù)發(fā)展迅速，為大規(guī)模基于無人機(jī)的通信中繼系統(tǒng)研發(fā)和部署提供了技術(shù)支撐。目前，民用通信中繼無人機(jī)已經(jīng)得到實(shí)際檢驗(yàn)。2021年，國產(chǎn)“翼龍”系列中的通信中繼無人機(jī)在河南鄭州“7·20”特大暴雨災(zāi)害中為災(zāi)區(qū)民眾提供了長達(dá)數(shù)小時的通信保障。

發(fā)展前景

未來戰(zhàn)場的信息化與智能化程度會進(jìn)一步提升，以滿足日益復(fù)雜的戰(zhàn)場通信環(huán)境與聯(lián)合指揮通信網(wǎng)絡(luò)的需要。通信中繼無人機(jī)系統(tǒng)如何增強(qiáng)指揮通信網(wǎng)絡(luò)的作戰(zhàn)能力，將成為一個重要的研究方向。美軍在“空中網(wǎng)絡(luò)”計劃中提出，到2030年左右，美軍將實(shí)現(xiàn)“空中綜合網(wǎng)絡(luò)”的基本功能。該計劃設(shè)想，美軍將為現(xiàn)有低、中、高空無人機(jī)安裝通信中繼任務(wù)載荷，構(gòu)建“聯(lián)合空中層級網(wǎng)絡(luò)”（Joint Aerial Layer Network，JALN），無人機(jī)在各個高度組網(wǎng)，提供通信中繼服務(wù)，組成覆蓋各個高度層與廣域地理范圍的通信網(wǎng)絡(luò)。未來，通信中繼無人機(jī)在軍事中的廣泛應(yīng)用將逐步實(shí)現(xiàn)。

通信中繼無人機(jī)作戰(zhàn)應(yīng)用樣式

臨時通信基站

目前，世界上大多數(shù)國家的陸軍戰(zhàn)術(shù)分隊在山地、城區(qū)執(zhí)行特種作戰(zhàn)任務(wù)時，主要依靠便攜式電臺、車載超短波電臺來完成指揮通信，這種通信方式很容易受地形、高大建筑的遮擋而無法正常傳輸信息。因此，陸軍戰(zhàn)術(shù)分隊采用了通信中繼無人機(jī)系統(tǒng)建立臨時通信基站。當(dāng)無人機(jī)完成升空部署后，機(jī)載通信中繼系統(tǒng)可在一定時間內(nèi)獨(dú)立支撐部分區(qū)域的指揮通信，組成戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)，將覆蓋區(qū)域內(nèi)的多個通信終端融合到統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡(luò)中，擴(kuò)大通信范圍，有效提升部隊在丘陵、山地、叢林等復(fù)雜環(huán)境下的通信能力，初步滿足復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境下的臨時指揮通信需求。

通信中繼節(jié)點(diǎn)

高空長航時無人機(jī)利用飛行高度優(yōu)勢，搭載通信中繼設(shè)備，為一定區(qū)域內(nèi)的部隊提供通信服務(wù)。這種通信樣式可將不同作戰(zhàn)單元接入統(tǒng)一的指揮信息網(wǎng)絡(luò)，并將指揮命令實(shí)時下發(fā)至各個單元，同時接收任務(wù)部隊的反饋信息。作為指揮信息網(wǎng)絡(luò)中的一個中繼節(jié)點(diǎn)，通信中繼無人機(jī)能夠?yàn)殛懙亍⑺嫠隆⒖罩械榷喾N信息載體、收發(fā)設(shè)備提供實(shí)時的信息傳輸，將以往分散的信息個體聯(lián)結(jié)起來，打通信息堵塞點(diǎn)，為多維全域作戰(zhàn)提供通信保障。

覆蓋式組網(wǎng)通信

無人機(jī)可以有效支援受地形條件等因素制約而無法部署地面通信中繼系統(tǒng)的區(qū)域，保障信號全覆蓋。在這種應(yīng)用場景下，通信衛(wèi)星、大中型通信中繼無人機(jī)共同組網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)正常的通信。通信衛(wèi)星由于受自身性能的限制，無法實(shí)時對大區(qū)域范圍進(jìn)行信號全覆蓋，如果大量衛(wèi)星組網(wǎng)來構(gòu)建廣域通信網(wǎng)絡(luò)，資源耗費(fèi)嚴(yán)重。多型通信中繼無人機(jī)與通信衛(wèi)星組網(wǎng)，能夠彌補(bǔ)通信衛(wèi)星的短板，將高質(zhì)量的通信信號覆蓋到大區(qū)域內(nèi)的各種復(fù)雜環(huán)境中，提高數(shù)據(jù)傳輸速度和信噪比。此種組網(wǎng)方式分為三層，最上層是臨近空間通信衛(wèi)星，該衛(wèi)星負(fù)責(zé)最基本的通信服務(wù)；中間層為高空長航時通信中繼無人機(jī)，其機(jī)載通信系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收通信衛(wèi)星傳輸?shù)男盘枺C合處理所接收的信息，保證通信質(zhì)量，并進(jìn)一步向下傳輸信號；最下層為大量低成本通信中繼無人機(jī)，這些無人機(jī)接收高空長航時無人機(jī)發(fā)送的信號，并將信號傳給作戰(zhàn)單元。這種通信方式較單純的衛(wèi)星通信更為廉價，并且可以隨時調(diào)整信號覆蓋范圍。在衛(wèi)星信號被敵方干擾的情況下，指揮系統(tǒng)也能直接向中間層的無人機(jī)發(fā)送信息，保證信息傳輸穩(wěn)定暢通。

通信中繼無人機(jī)作戰(zhàn)部署流程

綜合分析，合理規(guī)劃任務(wù)

不同戰(zhàn)場環(huán)境下的任務(wù)需求不同，己方需要根據(jù)作戰(zhàn)目標(biāo)、戰(zhàn)場態(tài)勢等不同要素對任務(wù)進(jìn)行合理規(guī)劃。首先，己方應(yīng)確定所使用的通信中繼無人機(jī)的類型，對任務(wù)進(jìn)行分析，并權(quán)衡無人機(jī)的性能，確保無人機(jī)具備執(zhí)行任務(wù)的能力；第二，接收任務(wù)數(shù)據(jù)，明確任務(wù)的詳細(xì)信息，同時著重進(jìn)行目標(biāo)分析與威脅分析，確保正確理解上級意圖，并且保護(hù)自身安全；第三，規(guī)劃航線，考慮地形遮蔽、地形起伏對通信系統(tǒng)的影響，運(yùn)用威脅模型分析、戰(zhàn)場態(tài)勢評估等方法，規(guī)劃一條最優(yōu)航線，保證通信穩(wěn)定和暢通；最后，對所規(guī)劃的航線進(jìn)行推演評估，保證飛行安全。

執(zhí)行任務(wù)，建立通信頻道

在執(zhí)行實(shí)際任務(wù)階段，人員與相關(guān)設(shè)施應(yīng)做好充分準(zhǔn)備。無人機(jī)操控員必須提前掌握當(dāng)日執(zhí)行任務(wù)的基本情況，了解敵我雙方的態(tài)勢。不同崗位的人員應(yīng)有明確的任務(wù)分工，避免出現(xiàn)因職責(zé)不明所引起的機(jī)組資源管理不當(dāng)?shù)葐栴}。當(dāng)機(jī)組完成無人機(jī)相關(guān)設(shè)備的檢查后，無人機(jī)按照預(yù)設(shè)航線飛行。當(dāng)無人機(jī)到達(dá)預(yù)定任務(wù)空域后，操控員應(yīng)按照正規(guī)流程，構(gòu)建通信頻道，為友方提供通信保障。在構(gòu)建通信頻道的過程中，己方需要提前與友方部隊相互交流，確定建立通道的相關(guān)參數(shù)。

實(shí)時監(jiān)控，確保穩(wěn)定的通信

通信頻道被正常建立之后，己方確保穩(wěn)定的通信也非常重要。首先，無人機(jī)操控員必須時刻監(jiān)控通信頻道的聯(lián)通情況，對可能出現(xiàn)的干擾和瞬時使用高峰做出快速響應(yīng)，避免可能發(fā)生的通信系統(tǒng)故障、無人機(jī)失控等嚴(yán)重后果；其次，在無人機(jī)持續(xù)飛行的過程中，操控員要時刻關(guān)注戰(zhàn)場態(tài)勢變化，隨時準(zhǔn)備切換任務(wù)空域，或者切換通信頻道，改變通信參數(shù)，有效應(yīng)對戰(zhàn)場環(huán)境的變化。

結(jié)束語

無人機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，深刻影響著戰(zhàn)爭的演變。以無人機(jī)為平臺的通信中繼網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢明顯。不論是獨(dú)立保障通信，還是作為中繼節(jié)點(diǎn)共同組網(wǎng)，通信中繼無人機(jī)都能構(gòu)建良好的指揮通信網(wǎng)絡(luò)。未來，隨著無人機(jī)、通信等技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機(jī)將作為構(gòu)建指揮通信網(wǎng)的利器，為部隊作戰(zhàn)行動提供強(qiáng)大的信息支撐。