某种无人机数据传输方案

表4-1 无人机的用途和任务载荷应用情况统计表

无人机类型 分析项目 侦查/监视/目标截获 无 人 机 用 途 通信中继 电子情报 电子战 环境/气象观测 民用/科研 其他 光学照相机 红外行扫描器 日光电视摄像机 微光电视摄像机 有 效 载 荷 红外摄像机/前视红外 激光测距/照射器 雷达 合成孔径雷达 电子情报 电子战 其他 不明 85% 23% 11% 17% 4% 5 8% 15% 8% 79% 8% 72% 15% 8% 16% 13% 21% 24% 3% 100% 0 0 0 0 0 0 0 0 100% 10% 30% 0 0 0 0 0 10% 10% 50% 0 0 0 0 13% 0 0 0 0 13% 13% 0 0 25% 0 0 0 40% 生产型 微型 战斗型

表4-2 部分战术无人机的任务载荷

无人机 任务载荷 “天球”红外/电光多传感器监视系统，日光彩色电视摄像机，合成孔径捕食者 雷达 25

组合式电视/前视红外传感器，机载超高频数据中继系统，激光照射器和猎犬 测距器，电子情报系统，雷达干扰机，通信干扰机 高分辨力电视摄像机，前视红外传感器，电光测距器，双探测器监视系先锋 统 不死鸟 MRT-S多任务转塔系统 CL-289 三透镜高速低空全景光学相机，红外行扫描器，视频数据发射机 “独眼巨人”红外行扫描器，可见光谱电荷耦合器件行扫描器，广角黑红隼 白电视摄像机，电光/红外传感器转塔。

表4-3 部分战略无人机的任务载荷

机型 “全球鹰” “暗星” “纳蚊” “扫描鹰” 传感飞行器 任务载荷 综合传感器系统，组合式光电/红外传感器，合成孔径雷达 光电传感器，雷达传感器，电子/光学照相机 微光电视，红外扫描仪，电子支援设备，防化探测设备 日光彩色摄像机，红外摄像机 光电/红外传感器，摄像机，电子监听设备，合成孔径雷达

表4-4 部分微小型无人机任务载荷

机型 “黑寡妇” “悬停飞” TAE “大黄蜂” “指针” “乌鸦” “美洲狮” 任务载荷 电视摄像机 小型彩色摄像机 一些质量小于10g的载荷 电视摄像机等，正在升级中 黑白/彩色/微光/红外摄像机 红外摄像机等， 轻型红外摄像机

26

4.2.2 无人机任务载荷的发展趋势

无人机任务载荷的发展执着之强劲是史无前例的。基于新材料、新技术和新概念的任务载荷研究方向众多，使无人机任务载荷正朝着多功能、高性能和综合性的方向发展。随着微电子技术、通信技术、计算机技术和航空技术的进步，无人机任务载荷的技术发展将主要聚焦在以下方面。 1.提高红外传感器性能

（1）发展第四代前视，红外系统。第四代前视红外技术（又称灵巧焦平面，阵列技术）将采用碲镉汞传感器和先进的信号处理技术，可以覆盖整个可见光波段和近、中、远红外波段，为飞机提供约100km的红外搜索跟踪能力。第四代前视红外系统准备用于“全球鹰”无人机的红外搜索与跟踪系统以及美国海军的E-2C预警机。

（2）非制冷凝视焦平面阵列。红外探测器一般分为两类：光探测器和热探测器。热探测器与光探测器不同，热探测器要达到良好性能的关键是敏感远件与相邻元件、基板之间最大限度地绝热。热探测器一般可以工作在室温下，不需要昂贵的深冷制冷器。因此，，热电探测器也通常被称为非制冷红外探测器。非制冷红外探测器与凝视焦平面，阵列结合在一起，更适用于无人机。分析表明，非制冷红外凝视焦平面阵列可能成为近距、低成本红外成像侦察设备的首选。它很适合战术无人机特别是微型无人机任务载荷的要求。

2.提高电视摄像机分辨率

电视摄像机逐步取代光学照相机在无人侦察机上广泛应用，电视摄像机正在进一步追求光学照相机的图像质量。电视摄像机与前视，红外特别是是深冷扫描线列前视，红外相比，，正在向体积小、质量轻的方向发展。微型无人机对任务载荷体积、质量的要求，促使任务载荷技术在微型化上会有重大突破。 3.增强多光谱和超光谱探测器的探测能力

多光谱探测技术可以探测不同的红外带宽、光谱甚至混合光和射频以及激光测距的频谱，将提供更多的信息并减轻信号处理负荷。未来的机载成像光谱仪可以在几十个甚至几百个波段成像，而不是只进行双波段的探测。采用中、低光谱分辨率的超光谱成像系统并结合知法的探测算法，可进行大面积搜索。中、低分辨力超光谱成像器件具有超强的目标探测能力，能够迅速发现目标，而且得到的数据量大大少于普通，光电成像器件，从而降低了数据处理负担。不足之处是难以进行目标识别。因此，将其与普通光电成像器件的高分辨力目标识别能力相结合，可兼得两种系统的优点。

27

4.任务载荷安装与使用更加灵活

无人机系统的结构日趋复杂，全寿命使用成本也在不断增高，使用者越来越希望无人机具有执行多种不同任务的能力。受无人机任务载荷能力的限制，目前只有大型无人机具备执行多种任务的能力。如果各种设备使用公用的信号和图像数据处理设备，即侦测数据的处理各模块的控制等任务由机载公用处理设备完成，就可以减轻探测器的总量。这种方法同时也存在着一些需要解决的问题，刟降低了整个无人机系统的可靠性，提高了对设备接口、输出数据格式的要求，要求协调执行多种任务时的公共资源分配等。随着广泛应用模块化观念设计无人机搭载设备，现在的无人机已以根据不同任务需要灵活地更换载荷设备。模块式任务载荷的概念正在受到越来越多的关注，因为它可使无人机中的一个传感器或一些传感器改变到适合每一任务或一系列任务的需要。 5.任务载荷综合化

未来信息化战争要求无人侦察机具有更高的信息获取能力，即要求无人侦察机扩大信息获取空间，延长信息获取时间，增加获取信息的种类，提高获取信息的有效性。对用以获取作战所需信息的有效载荷来讲，要能够在复杂的战争环境中全天候、全天时工作，就需提高有效载荷的性能和功能综合化程度。无人侦察机信息获取载荷功能的综合化，是通过多种在功能上互补的信息获取载荷的合理配置，来扩大，无人侦察机信息获取系统工作的空域、时域、频域，提高其获取信息的能力和所获信息的实时性与有效性来实现的。 6.侦察系统数字化

无人机侦察系统只有实现数字化，才能加强系统的功能性和有效性。数字化侦察图像具有以下优点。

（1）图像效果增强。数字化对比度处理使图像清晰度更好。

（2）可辩论和提取感兴趣的区域，将场景以多种视角和尺寸显示出来，数字工具能够测算感兴趣的目标。

（3）采用数据压缩和错误校正编码，便于图像传输和还原。目前的红外热成像和激光测距机等，技术已基本实现了数字化。 7.信息实时化

为了将侦察到的情报及时传送到指挥官手中，侦察系统必须包含先进的通信系统。机械通信系统一般采用空地无线电通信设备或卫星通信设备。超光谱成像和高分辨力成像器件等，先进传感器的应用，要求通信链路不断拓宽频带和提高信息传输容易。建设高速数据资源等措施，可以提高难住系统传输高速数据的能力。采用适宜传输高速数据

28