無人作戰飛機查證空飄物方法研究

李昭奕 程文超 齊萌 熊世忠

近年來，不明空飄物時常出現在我國邊境地區上空，空飄物攜帶攻擊性武器或者空飄物影響空域內航空器正常飛行，將對我國空域安全造成巨大威脅。因此，空飄物查證任務至關重要。空飄物的截面積通常很小，因此，地面雷達有時無法探測到空飄物。即便雷達可以探測到空飄物，受空飄物的雷達截面積過小的因素影響，雷達難以持續穩定地獲取空飄物的位置信息。相較之下，航空偵察力量執行空飄物查證任務更加可靠且十分必要。當空中出現不明空飄物時，出動航空偵察力量實施抵進偵察，可以獲取更加直觀的影像信息，為進一步確定不明空飄物的處置措施提供可靠依據。

空飄物查證任務的特點

航空偵察力量對地面目標和海上目標的偵察，在偵察模型上，通常可簡化為地、海面目標在二維平面內的運動。同時，地、海面目標周邊多有特征明顯的固定參照物，便于航空偵察力量快速鎖定目標，實施持續穩定的跟蹤監視。反觀，空飄物周邊缺乏固定參照物，且空飄物的運動受風的影響較大，空飄物的運動方向可能隨時會發生改變，空飄物的三維運動軌跡難以準確推算。因此，空飄物查證任務難度較大。

無人作戰飛機執行空飄物查證任務的優勢和難點

無人作戰飛機無需考慮飛行員對戰場偵察環境和飛行時長的適應和接受能力，可在惡劣、復雜的環境中實施長時間的跟蹤、偵察、監視行動。無人作戰飛機搭載多型偵察載荷，可以根據戰場環境，靈活選擇使用高空CCD攝像機、高空紅外行掃儀、多光譜相機、合成孔徑雷達等任務載荷，有效減少不同天候對空飄物偵察效果的影響，同時地面情報人員可對多種成像方式獲取的圖像進行比對，有效提高目標識別的準確性和判讀結果的可靠性。因此，無人作戰飛機執行空飄物查證任務具有一定的優勢。

但與此同時，無人機執行空飄物查證任務的難點也不容忽視。空飄物的雷達截面積相較于地面目標和海面目標通常更小，無人機發射激光直接射中空飄物的難度較大。即使無人機發射激光成功射中空飄物，但受空中氣象因素影響，無人機仍無法對空飄物實施持續穩定跟蹤，需通過戰術不斷優化無人機偵察航線，進而重新鎖定目標。

無人作戰飛機執行空飄物查證任務的作戰流程

聽令起飛，抵進偵察，圈定運動邊界

無人機接到空中出現不明空飄物的雷情通報后，聽令出動，前往目標區域執行空飄物查證任務。無人機即將抵達目標區域時，任務規劃員實施臨機規劃，根據目標區域當前時刻的平均風速，繪制臨時飛行航線，飛行操控員切換飛行航線，密切監控飛行數據，任務載荷監控員密切監控實時下傳的偵察圖像。

無人機抵達目標區域后，短時快速發現空飄物的概率較小。無人機抵達目標區域時，可重新獲取雷情信息，任務規劃員根據兩次雷情信息，以及時間段內的風速風向信息，大致推算空飄物的運動軌跡，圈定偵察區域邊界，進而縮小空飄物的搜索范圍。

分級劃定，往復偵察，鎖定疑似目標

空飄物的運動軌跡隨機性較大，任務規劃員應按目標出現概率靈活規劃航線，根據風速風向等數據，列出空飄物當前位置信息矩陣，導入地理信息系統，繪制出空飄物出現位置的概率點圖，進而根據目標點的數量和密度，劃分偵察區域，設定優先偵察等級。

飛行操控員切換偵察航線，控制無人作戰飛機飛行，采用“光柵”或“掃雪”偵察航線，按照優先偵察次序，對出現目標的目標區域，實施往復偵察，直至發現疑似目標。

任務載荷監控員發現疑似目標時，快速鎖定目標，發射激光，記錄數據。此時，飛行操控員在確保飛行安全的前提下，切換至盤旋狀態，確保持續穩定的監視目標。任務規劃員統籌數據信息，根據雷達發現目標時間和目標位置信息、無人機鎖定目標時間和目標位置信息，以及時間段內風速風向信息，大致推算空飄物的運動軌跡，進而圈定空飄物的運動范圍。

盤旋偵察，獲取位置，溯源查證目標

在搜索目標階段，高空CCD偵察攝像機成像更為直觀。無人機鎖定目標后，任務載荷監控員通過“變倍”“調焦”等操作，使目標處于合適的視場中，便于目標識別和跟蹤。在此特別要強調的是，因空飄物通常質量較小，空飄物在風的作用下，漂浮速度很快，極易“飄出”監控屏幕范圍。無人機丟失目標后，擴大任務載荷視野，重新鎖定目標的難度仍舊較大。因此，空飄物目標切不可縮至過小，設置適宜的任務載荷的倍率，使目標處于合適的視場中，對無人機實施持續穩定的跟蹤監視至關重要。

無人機實現持續穩定跟蹤監視后，情報人員進行識別研判。若情報人員判定為預定空飄物目標無誤，則無人機繼續實施跟蹤監視。若判定目標有誤，則無人機再次實施往復偵察，直至搜尋到目標。

情報人員確定當前無人機鎖定的目標為預定目標后，任務規劃員根據當前時刻空飄物航向、無人機平臺高低角和當前飛行高度，估算預定盤旋位置，確定臨時航點并實時規劃航線，使無人機的臨時飛行航線與目標保持基本平行，進而抵消或減小一個維度的變量影響。無人機抵達預定位置后實施盤旋偵察，無人機采取激光測距的方式，計算空飄物當前位置坐標，任務規劃員根據當前時刻空飄物的位置坐標和相關氣象信息，反向推算空飄物的飛行航跡和釋放源位置，任務規劃員重新規劃溯源查證航線，無人機執行溯源查證任務。

結束語

隨著科技發展，航空愛好者越來越多。小型航空器的無序航行，對空中交通管制、防空安全構成了現實威脅。因此，空飄物查證也成為國內重要城市面臨的長久問題。本文對空飄物活動規律進行了模型化假設，總結了空飄物在空活動的規律，結合空飄物查證任務的特點和無人機執行空中查證任務的優勢，提出了無人作戰飛機執行空飄物查證任務的作戰流程。

雖然無人機在執行空飄物搜索查證任務上具備一定的優點，但受無人機飛行速度和任務規劃等因素限制，無人機的航行速度總體遠低于大部分有人機，任務時長相對較長，空飄物在短時內運動距離就相對較大，因而無人機空飄物執行空飄物搜索查證任務，存在時延問題。但有人機相對無人機油耗較大，出動有人機執行空飄物搜索查證任務，效費比偏低。相對而言，無人機執行空飄物搜索查證任務更為經濟。

目前，航空偵察力量執行偵察任務，更多的是執行查證地、海面目標任務，空中小目標查證任務需求較小。我國邊界空域出現大型軍用航空裝備時，通常出動戰斗機伴飛勸返。在此可以假想，未來可針對空中目標查證任務，研發一款低油耗、高性價比的偵察無人機，執行全天時空中目標偵察任務，從而縮短航空偵察力量升空到達時間。