AI赋能无人作战系统,通信问题如何解决?

亿欧网 中字

小型战术无人机,一般在小区域内应用,多采用视距链路,配有窄带和宽带两种链路,一般不装备卫通链路。比如美军的“影子”200无人机,配有UHF、S频段窄带视距链路和C波段宽带视距数据链路。其中,UHF、S频段视距链路用于传输指挥控制信息,链路速率几十KB/S,C波段宽带视距数据链路主要用于传输业务控制信息和传感数据,速率可达Mb/s数量级。因为是小型平台,其天线数量少,口径小,功率小。

中高空、长航时无人机,通常都会配备视距、超视距多条通信链路来满足任务执行的通信需求。视距通信链路主要用于起降站本地操作。比如美军的“捕食者”,视距主要配备了5G的C频段。卫通是Ku频段,最高可以达到50M。“全球鹰”无人机有5条通信链路保证,3条窄带,是“全球鹰”无人机指控信息传输的主要链路;2条宽带,主要用于业务数据的传输,其中1条是与CDL兼容的、全双工、宽带、空地数据链,1条是Ku频段、全双工、宽带卫星通信链路。

另外,无人机通信系统越来越强调和有人飞机之间的协同通信能力。例如,Link16数据链、机间数据链等成为美军越来越多无人机通信载荷的标准配置,特别是在大中型无人机、无人作战飞机等平台上;又如,美军X-47作战无人机通信系统配装了Link-16、VHF/UHF数据链、机间数据链等视距链路通信载荷,以及AEHF频段和Ka频段等超视距链路的卫星通信载荷。

无人战车

地面各种无人战车、排爆机器人等,其内部通信系统大多采用有线方式。例如,CAN总线(Controller Area Network,控制器局域网)最初是由德国Bosch公司为解决汽车监控系统中的诸多复杂技术难题而设计的数字信号通信协议,其应用范围已不限于汽车行业,已推广到机器人、机械工业、家用电器等领域。

外部控制信息传输大多依托视距无线链路,使用的通信手段包括数据链、蓝牙、UWB、Zigbee、WIFI,以及3G、4G移动通信技术。目前,这些地面无人移动平台在反恐行动中广泛应用,通信手段主要依托民用无线通信设施。又如,美军无人装甲车“黑骑士”,装备了大量的摄像头、传感装置、雷达系统,其通信系统为增强型高速战术数据链设备,但通信操控比空中的无人作战平台要复杂得多,因为地形地貌坎坷多变,场景异常复杂。所以地面的无人作战系统通信组织,尤其是组网的时效性、操控性难度更大。

俄罗斯在叙利亚反恐中,出动了6台“平台-M”地面作战机器人和4台“阿尔戈”机器人,在“仙女座-D”自动化指挥系统的统一指挥下,配合叙利亚部队行动,顺利完成相应任务。与美军同类产品相似,“平台-M”的操纵控制系统主要由一台军用笔记本电脑和一个改装过的XBOX游戏机手柄组合而成,十分易于士兵操纵。俄媒公布的“仙女座-D”自动化指挥系统集成度比较强,由多台军用PC和笔记本电脑组成,一个军用帐篷就可以装下,适合前线部署。

水下无人平台

由于海水良好的导电性,传统通信频段电磁波在水下的传输损耗要比水面大气环境中大很多。因此,解决水下无人平台通信问题和有人作战潜艇同样是一个国际性的难题。按使用场景,目前常用的解决方案主要有:当水下无人平台与母船(控制站)较近时,采用水下光纤通信和水声通信;当与母船(控制站)较远时,采用短波、卫星通信,但要求水下无人平台定时上浮至水面才能建立传输信道,这种通信方式容易暴露平台的位置。

无人系统通信发展趋势

2013年,美国国防部发布了《2013-2038年无人系统综合路线图》,以无人系统广泛应用为背景,提出未来25年无人系统发展的整体思路和具体构想,着力解决制约无人系统今后大规模应用的主要技术与政策问题。同时通过对过去10年全球战斗中无人系统应用实践的总结,指出C4(指挥、控制、通信和计算机)架构在支持无人作战平台方面的不足。典型的问题包括:

全球连通性差。与有人系统相比,美军无人系统的全球连通能力不足,特别是对发送高带宽数据至战略战术用户的能力不足。目前大多数无人平台设施集中在中东地区,不能够有效支撑其他地区的战斗行动。

基础设施烟囱林立。大多无人系统都是基于以往不同专用通信的解决方案,包括接入地面网络的多种超视距通信方案,使得平台信息资源共享难,基础设施维护代价高昂(如设备繁多,规划管理复杂),约束了平台的灵活性。

信息共享能力差。大多系统应用专用的信息处理、开发利用和分发机制,使得在系统、服务和用户之间信息共享能力弱。

平台间的组网能力较弱。目前平台间组网能力不足,大都单独执行任务,还不能满足无人平台集群作战、网络化作战需求。

另外,相对于空中无人平台和地面无人平台通信系统,水下无人平台通信手段单一,通信能力较弱。

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