美空军为无人机安装MEP导航系统和新型传感系统

   日期:2009-01-21     来源:中国江苏网     作者:未知    评论:0    

  据美国媒体报道,美军无人机频频莫名坠毁,驻伊美军最近在伊拉克战场又接连折损两架无人机。美军方飞行员强调指出,在伊拉克空域执行空中飞行任务甚至比地面部队更加缺乏安全感。

  这主要是因为美军无人机群涌而至,占据伊拉克大片领空,而这些无人机的导航系统性能又很不理想,不仅自身频繁发生坠毁事故,同时也严重威胁其它有人驾驶飞机安全。为此,美军方近日终于决定为无人机安装“更加聪明的”智能导航软件,以保证空中安全。

  2007年,美空军一架MQ-1“捕食者”无人机在距离驻伊美军巴拉德空军基地不远处坠毁。MQ-1“捕食者”无人机主要担负武装侦察任务。这也是驻伊美军在短短两天时间内损失的第二架“捕食者”无人机。美军方调查显示,这两起坠毁事件均与敌方火力攻击无关。

  美军方飞行员介绍说,由于伊拉克正处于战争状态,因此伊拉克的领空变得非常拥挤,同时也很危险,夜晚尤其如此。这是因为占据伊拉克领空的大多为无人机。美军无人机当前在伊拉克的主要任务是四处飞行搜寻特定目标,或者可疑目标。然后在发现可疑目标之后,操纵人员将更改任务指令,命令其对特定区域实施密集搜索侦察。因此,为了有效追踪四处逃窜的恐怖分子,通常需要大量无人机同时升空执行任务。

  然而,由于无人机的体积较小,因此绝大多数无人机无法携带异频雷达收发机。为了保证空中安全,空中交通管制人员只好将无人机限制在特定的区域和高度范围内飞行。尽管如此,由于导航系统性能欠佳,美军无人机仍然在伊拉克领空造成大量空中惊魂时刻,频繁与其它战机发生碰撞,酿成坠毁事故。

  为了有效解决无人机导航系统问题,美军方决定为无人机安装“更加聪明的”智能导航软件。目前美军方已经对智能导航软件展开测试。未来一旦获得成功,美军无人机将可以在一定区域范围内与友机进行通讯联系和相互合作。

  在安装新型智能导航系统之后,未来不仅无人机之间可以实现合作和通信联系,它们还可以将GPS全球定位系统位置信息发送给空中交通管制人员,以及在周边空域执行任务的有人驾驶飞机。届时,美军飞行员就可以通过驾驶座舱内的显示器掌握无人机在这一空域的实时活动情况,确保空中安全。

  不仅如此,无人机操纵人员并希望新型智能软件可以有效降低无人机对人力的需求量。他们希望一组飞行员和传感器操作人员未来可以同时安全操控3到4架无人机。

  据美国《防务新闻》报道,去年以来,美军正在试验一种供无人机使用的多摄像机传感器系统。美军技术人员介绍,这相当于给无人机安了一双“复眼”,可以同时观测远、近距离目标,让操作者对战场情况了如指掌。

  美军最新研制的新型传感器是由以研制传感器出名的美国菲力尔系统公司研发,虽然声名远扬,但凑近一看会让人大感意外——它只是一个个头很小的系统任务设备包(MEP)。该设备包重16磅(约7公斤),高0.3米,直径还不到0.2米,可以很方便地安装到对有效载荷十分敏感的无人机里面。特别是对那些要求载重不超过20磅(约9公斤)的远程无人机,其小而轻的优势就可以充分体现出来了。

  该设备包共拥有两架彩色摄像机,一架红外摄像机,一个激光测距仪及一个激光制导仪。安装了设备包的无人机能提供4种不同的视野模式——宽角度、电传照相、可见光及红外感应,可以很方便地在这4种模式间进行切换。宽角度视野可以让操作员在对战场整体环境保持监控的同时,还能使用图像放大功能对某一局部区域进行近距离观测。另外操作员还可以在复杂形势下,用激光制导仪锁住某一区域,将窄视野摄像机对准另外一个可疑区域,实现多区域观测。

  与单摄像机无人机相比,MEP无人机实现的最大突破就是能让操作员既能把握战场整体局势,又能洞悉多个局部区域的风吹草动。同时MEP轻便小巧的特点也令其左右逢源,可以安装在不同的战机、预警机上。目前MEP已被送到美国陆军研究发展与工程指挥部,军方专家将对其功能作进一步检测。菲力尔系统公司似乎信心十足,该公司发言人戴维·斯特朗表示:“这是世界上最小、最轻、功能最强的空中目标导航系统,将会顺利移交使用。”

  BMEP通过军方审批,其市场前景十分看好。美军一直在花巨资研制小型无人机,它们要求监测功能强,又不易被敌方发觉。传感器可以说是无人机的“灵魂”,也是其技术瓶颈,这种小型的设备包成为它们未来执行作战任务时的首选。

  从目前形势来看,各大军工生产商生产的传感器越来越小。华盛顿知名智库布鲁金斯研究院高级官员皮特·辛格就认为,小型系统是大势所趋。

  仅凭基于陀螺仪的惯性导航系统,无人机无法获得足够精确的自身坐标数据。因此,各国无人机的飞行控制均采用GPS卫星导航系统与惯性导航系统相结合的方式。 无人机在对静止坦克进行照相侦察时,必须获得目标的地理坐标,而这只有借助于GPS系统(未来还可以借助于“格洛纳斯”或“伽利略”卫星导航系统)才能实现。 无人机在照相时还需要知道自己的精确位置,因此无人机上安装了GPS信号接收机。GPS信号接收机既可以持续测量无人机的当前坐标,也可以定时开机工作,对惯性导航系统进行修正。 无人机获得情报后要返回基地仍需知道自己的地理坐标。无人机精确轰炸和发射空地导弹也需要准确地确定自身当前相对于目标的位置,而惯性导航系统不能提供所需精度的定位数据。

  而现在的问题是:如果无人机机载GPS信号接收机或其他类似的装置因受到敌人的电子干扰而失灵将会发生什么事情?答案只有一个:GPS信号接收机将丧失定位功能,进而无人侦察机或无人攻击机也将成为一堆废铁。

  早在1997年举行的莫斯科航展上,俄罗斯一家公司就展示了第一种GPS及“格洛纳斯”卫星导航信号电子干扰发射装置,它能破坏卫星导航信号接收机的工作,从而使其丧失定位功能。 这种干扰发射装置一经问世便在西方引起轰动。美国人首先意识到,这种新产品对其技术兵器构成了严重威胁。五角大楼购买了几十个这种干扰装置,并用它对其基于GPS系统发挥功能的技术兵器进行了试验。

  试验结果,美国及北约其他国家的精确制导武器(巡航导弹、JDAM精确制导炸弹等)在受到干扰的情况下打击精度显著降低。 因此,从中可以得出一个重要结论:一国借助于这种干扰装置在其全境上空建立一个绵密的电磁干扰场,即可有效对抗敌人的精确制导武器。在这种情况下,精确制导武器将无法借助于GPS系统修正其飞行轨迹,而最终将偏离预定打击目标。

  继美国之后,其他一些国家也购买了这种干扰装置。这种装置在2003年春季的伊拉克战争中经受了战争的检验。战争初期,美国人的精确制导武器频频打偏,伊拉克一些重要的目标未能被摧毁。

  开战后的第五天,美国指责俄罗斯向伊拉克提供了GPS干扰机。在随后的五天时间里,美军对设置干扰机的区域进行了地毯式轰炸,在清除了所有的干扰装置之后,战争才按既定计划继续进行。

  GPS信号干扰装置的扩散令美国人十分愤怒,因为其基于精确制导武器的非核战略学说在干扰装置面前轰然倒塌,而美国为发展精确制导武器已经耗资数千亿美元。 因此对付低空小型无人机的唯一方法仍是使用干扰装置。建立GPS信号电子干扰场除了使精确制导武器失灵、破坏军队指挥外,还会产生一个副效应——让无人机失灵。没有精确的地形连测,借助于照相机和摄像机获得的情报将没有任何价值。

  此外,无人机没有自身的坐标,很可能无法返回基地并坠毁。大量试验表明,如果无人机将要侦察的地域是丛林地形,将不可能发现树林中的目标。即使在冬季树叶落光的情况下,象驼鹿这样的大型动物如果不动的话,从缓慢飞行的直升机上都难以发现它。西方国家所做的无人机广告都以伊拉克和阿富汗那样的无林地形为背景,这绝非偶然。

 
  
  
  
  
 
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