2.2. 信息传输分系统：确保数据收发，保障战场“神经 网络”通畅

无人机的数据链系统主要负责目标、环境和协同三个方面信息的传递和交换。数据链系统的组成一般包括操控平台上的数据链舱、控制面板、机载数据链和遥控测试设备等。

无人机的通信系统一般由机载、地面和中继三个部分组成。机载部分包括机载数据终端(ADT，Airborne Data Terminal)和天线。前者包含 RF(Radio Frequency) 接收机、发射机和调制解调器三个部分，有些 ADT 为满足链路带宽限制，还集成了数据压缩处理器；地面部分也称为地面数据终端(GDT，Ground DataTerminal)，由天线、RF 接收机、发射机、调制解调器组成。若数据在机载部分经过了压缩，地面部分则还需配备数据重建处理器以还原数据；中继部分一般由中继平台和转发设备构成，只有需要延伸链路作用距离的中、长航时无人机才需要配备。

按任务种类划分，通信链路可以分为测控链、指控链、ATC(Air Traffic Control) 链、侦察监视链和作战协同链等。其中，测控链用于地面站对无人机飞行情况的控制、任务设备的遥控遥测和定位跟踪；指控链用于地面站对无人机的指令传输和姿态控制等；ATC 链用于与民航机有领域交互的无人机，实现交通控制和管理，防止碰撞；侦察监视链用于无人机侦测信息的实时传输，一般都是数据传输、控制一体化的宽带高速数据链；作战协同链用于无人机与其他平台之间协同作战时的信息交互。

视距通信链路分为宽带链路和窄带链路，其中宽带链路一般工作在 C 或 L 波段，主要用于遥控遥测和宽带任务数据传输，窄带链路一般工作在 UHE 或工波段，仅用于遥控遥测数据传输。超视距链路通常工作在 Ku 或 Ka 波段，主要用于遥控遥测和宽带任务数据传输。小型战术无人机一般只安装视距通信链路，甚至只安装视距宽带链路，中高空、长航时无人机会配备视距和超视距等多条通信链路。随着无人机任务载荷能力的不断提高，机上任务传感器的数据量将越来越大，高性能的宽带数据链将成为无人机测控数据链的主流。

无人机通信系统发展趋势在于提升抗干扰能力、数据传输能力两方面。目前，无人系统的通信频率和带宽不断提高，已迅速推动了高速率、低延迟和大容量的可靠通信。但由于电磁频谱逐渐紧缺，无人系统个体都面临着通信中断、阻塞或恶 意干扰的挑战，从而容易影响通信效率和能力。因此，确保高频谱效率的前提下保证低截获概率和抗干扰性能，对于战术边缘网络中通信安全性和可靠性至关重要。无人系统通信常采用直扩、跳频、跳时等抗干扰通信技术，通过将信号特征 隐藏于时域或频域的方式规避敌方截获。

2.3. 任务载荷分系统：无人机携带的辅助完成指定任务 的设备装置

侦察载荷分系统包括光电传感器，合成孔径雷达等，可以在战场上空进行高速扫描，也可控制无人机低速飞行或者悬停凝视，为部队提供实时情报支持。

2.3.1、光电任务载荷：无人机的“眼睛”和部分“头脑”

光电载荷是实现战场信息获取、态势感知和制导武器引导的关键装备，在无人机重量和成本上均占据了较高的比重。光电载荷利用目标和背景反射或辐射光波的差异来实现对导弹、飞机、军用车辆、作战部队等军事目标的持久性大范围实时监视、目标识别、打击评估等多样化需求，其从探测波段上可分为可见光、红外、激光等，现役装备大多采用多波段复合模式，通过不同波段的传感器配合，可以在作战中达到协同探测、协同识别和协同导引的目的。

制造高质量的察打一体侦察机，技术壁垒之一是如何避免飞行器载体的姿态变化和机械振动对光电传感器的指向和抖动的影响。光电任务载荷要发挥功能大多需要安装在云台上以实现水平和竖直方向的转动，即光电吊舱=云台（电机伺服系统）+光电设备+软件。平台增稳是将全部的光学系统和敏感元件安装在一个用环架系统悬挂起来的台体上，并用陀螺等惯性传感器安装于台体上，形成陀螺稳定平台。根据环架系统稳定轴的数量，可分为单轴、两轴和三轴稳定平台。陀螺增稳平台是目前无人机常用的一种两轴增稳平台，该平台通常设置俯仰和滚转两个方向的稳定陀螺，以实现两个基本功能：一是稳定功能，即通过产生适当的反旋转力抵消被基座带动的强制旋转；二是跟踪功能，即能跟踪指令，按要求的角速度旋转，确保云台的坐标轴指向要求的方位。当环架的支承轴无任何干扰力矩作用时，云台将相对惯性空间始终保持在原来的 方位上，当云台因干扰力矩作用而偏离原来的方位时，陀螺敏感云台变化的姿态 角或角速率反馈到控制核心，经过一系列算法处理，送出控制室给环架的力矩电机，通过力矩电机产生补偿力矩对干扰力矩进行补偿，从而使云台保持稳定，而云台的稳定也就保证了其上的光学系统的视轴的稳定，即视轴的稳定是通过对整个台体的稳定来实现的。

典型外军现役无人机机载光电装备包括美国 FLIR 公司的 Star SAFIRE 光电侦察转塔、雷神公司的“全球鹰”光电侦察载荷和 AN/AAS-52 多光谱瞄准系统、洛马公司的“军团”和“狙击手”先进瞄准吊舱、Logos 技术公司的 SPRITE 轻型多模式侦察吊舱、加拿大 L3Harris WESCAM 公司的 MX-15/20/25 多传感器转塔、以色列拉斐尔公司的 RecceLite 侦察吊舱、Elbit 公司的 AMPS NG 多传感器载荷等。

2.3.2、合成孔径雷达：全天候、全天时的高分辨率微波成像雷达

合成孔径雷达能够克服光电侦察设备易受气象条件限制、飞行高度过低、生存力有限等缺陷，是未来战争中实现“无伤亡”侦察的重要手段。在 20 世纪 90 年代发生的几次局部战争中，使用了大量的装载红外、光电侦察设备的无人侦察机，为高技术条件下实现“无伤亡”现代战争提供了有力工具。但光电侦察设备不能在恶劣气候条件下工作，缺乏实时大面积连续成像能力，易受气象条件限制，存在飞行高度过低、生存力有限等缺陷。因而无人机载合成孔径雷达成为未来战争中实现“无伤亡”侦察的重要手段。合成孔径雷达（SAR）是利用与目标做相对运动的小孔径天线，把在不同位置接收的回波进行相干处理，获得方位分辨率高的成像雷达。其基本原理是利用雷达与目标的相对运动，把雷达在不同位置接收到的目标回波信号进行相干处理，相当于把许多个小孔径天线合并为一个大孔径天线，这样就可以获得很高的目标方位分辨率，加上脉冲技术又可以获得很高的距离分辨率。鉴于无人机的天线不可能很大的特点，合成孔径雷达非常适合在无人机上使用。

作为无人机和无人机载 SAR 系统的先行者，美国一直高度重视相关 SAR 系统研制和装备工作。海湾战争后，随着信息处理和通信技术的发展，美军的无人机载 SAR 取得了快速发展和广泛运用。为了加强战地实时侦察能力，美军先后研制装备了多型无人机载 SAR 侦察遥测系统，如“全球鹰”系统、“捕食者”系统和“火力侦察兵”系统等，并不断地升级改造以适应多任务类型。为适应现代战争与民用微波遥感信息获取的需要，我国在近 20 年来也对无人机 载 SAR 系统进行了技术研究与开发，并形成了系列化产品。例如“彩虹”-4 无人机配备探测距离 50 公里的合成孔径雷达和探测距离 15 公里的四合一光电平台，还专门研制了一款“射手”-1 无人机导弹，可在 5000 米巡航高度发射，无需降高和改变正常的飞行航线。国内生产雷达的公司中，中航工业雷达所涵盖机载火控雷达、搜索监视雷达、成像侦察雷达、气象探测与导航雷达、预警雷达、弹载雷达等主要产品谱系，其中机载有源相控阵雷达、超高分辨率合成孔径雷达、机载多功能气象雷达等系列技术和产品已达国内领先水平、世界先进水平。中航电子主营航空电子系统产品，产品涉及雷达系统、光电探测系统等。

合成孔径雷达在战场侦察、监视、遥感和测绘方面已得到成功的应用，在火控和制导领域也具有广泛的应用前景。利用激光器作辐射源的激光合成孔径雷达，由于其工作频率远高于微波，对于相对运动速度相同的目标可产生更大的多普勒频移，因此横向距离分辨率也更高，而且利用单个脉冲可瞬时测得多普勒频移，因而无需高重频发射脉冲。正因如此，基于距离/多普勒成像的激光合成孔径雷达的研究工作受到重视。美国自 20 世纪 80 年代开始开展了激光合成孔径雷达的概念研究。2003 年，雷声公司空间和机载系统部得到了一份 800 万美元的合同，设计和演示世界上第一台合成孔径激光雷达成像装置(SALTI)。这种装置首次为作战飞机提供机载光合成成像能力，改进了对目标的成像清晰度，同时也避免了工作在 X 波段的普通合成孔径雷达的目标闪烁问题，可以为有人和无人机载平台提供对防区外目标的探测和识别能力。

2.4、地面测控分系统：无人机系统的指挥和控制中心

地面测控分系统是无人机系统的指挥和控制中心。无人机的飞行和使用是作为一 个系统来进行的，无人机地面控制站系统控制着无人机的飞行过程、飞行轨迹、有效载荷、通信数据链路以及无人机的发射与回收等。现代无人机虽然已经具有很强的智能自主控制能力，但在执行飞行任务过程中，地面操作人员仍然拥有操纵控制它的最终决定权。

无人机地面控制站包括地面测控分系统与地面保障设备两个执行单元，其中地面测控分系统是主角，具有包括任务规划、数字地图、卫星数据链路、图像处理能力在内的集控制、通信、处理于一体的综合能力；地面保障设备只负责无人机地 面发射与设备回收。地面测控分系统一般部署在远离无人机飞行工作区域的“大后方”基地，只有发 射回收地面站会和无人机一起部署在前沿地区。在无人机起飞、返回进场与降落 阶段，当视距内数据链路建立起来并工作稳定之后，“远在天边”的任务控制组 地面站就会将无人机的控制权交给位于前沿的发射回收地面站，由发射回收地面 站的操控人员在现场负责无人机的起飞和降落。以美国“捕食者”无人机地面控制站为例，其安装在长 10 米的独立拖车内，内有遥控操作的飞行员、监视侦察操作手的座席和控制台，三个波音公司的任务计划开发控制台、两个合成孔径雷达控制台，以及卫星通信、视距通信数据终端。地面站可将图像信息通过地面线路或“特洛伊精神”数据分派系统发送给操作人员。“特洛伊精神”采用一个 5.5 米 Ku 波段地面数据终端碟形天线，和一个 2.4 米数据分派碟形天线上方的显示器显示航线等信息，下方显示器输出“捕食者”摄影机的影像。