通信中繼無人機在作戰(zhàn)中的運用

當(dāng)今，智能技術(shù)、信息技術(shù)深入發(fā)展，促使戰(zhàn)爭形態(tài)發(fā)生了深刻的改變。以無人機為代表的智能裝備不斷涌現(xiàn)，這些新質(zhì)作戰(zhàn)力量為作戰(zhàn)指揮通信帶來了新的變化。搭載通信中繼系統(tǒng)的無人機被逐步應(yīng)用于指揮通信網(wǎng)絡(luò)，發(fā)揮了重要作用。

通信中繼無人機的發(fā)展歷程

初創(chuàng)階段

早期無人機設(shè)計較為簡單，無法搭載通信中繼設(shè)備執(zhí)行任務(wù)。20世紀(jì)末期，大量無人機在多個現(xiàn)代化戰(zhàn)場執(zhí)行任務(wù)，但是地面部隊信號覆蓋范圍有限的問題亟待解決，研發(fā)通信中繼無人機的重要性日益凸顯。2004年，美軍RQ-11B“大烏鴉”小型無人機加裝了通信中繼設(shè)備，能夠為在山地、城市地區(qū)執(zhí)行任務(wù)的地面部隊提供通信中繼服務(wù)，這一舉措大大增強了美軍地面部隊在復(fù)雜地形下的指揮通信能力。美軍的成功案例激發(fā)了其他國家研制通信中繼無人機的興趣，同時也為后續(xù)各種通信中繼無人機型號研發(fā)提供了實踐案例。

蓬勃發(fā)展階段

當(dāng)小型無人機搭載通信中繼設(shè)備在作戰(zhàn)中取得成效后，美軍開始對更多的通信中繼無人機進行升級。2005年，美國對RQ-4B“全球鷹”高空長航時無人偵察機進行改型，加裝了“戰(zhàn)場機載通信節(jié)點”（BACN），并重新將RQ-4B命名為EQ-4B（見圖1）。 EQ-4B無人機主要承擔(dān)不同型號飛機的通信中繼任務(wù)，實現(xiàn)了不同型號飛機的實時數(shù)據(jù)共享。美國還致力于不同類型無人機搭載通信中繼系統(tǒng)的研究。美國海軍在2017年采購的“黑翼”潛射無人機（見圖2）搭載通信中繼設(shè)備，可為潛艇、水面艦艇甚至無人潛航器提供通信中繼服務(wù)。

近年，我國無人機和5G移動無線通信技術(shù)發(fā)展迅速，為大規(guī)?；跓o人機的通信中繼系統(tǒng)研發(fā)和部署提供了技術(shù)支撐。目前，民用通信中繼無人機已經(jīng)得到實際檢驗。2021年，國產(chǎn)“翼龍”系列中的通信中繼無人機在河南鄭州“7·20”特大暴雨災(zāi)害中為災(zāi)區(qū)民眾提供了長達數(shù)小時的通信保障。

發(fā)展前景

未來戰(zhàn)場的信息化與智能化程度會進一步提升，以滿足日益復(fù)雜的戰(zhàn)場通信環(huán)境與聯(lián)合指揮通信網(wǎng)絡(luò)的需要。通信中繼無人機系統(tǒng)如何增強指揮通信網(wǎng)絡(luò)的作戰(zhàn)能力，將成為一個重要的研究方向。美軍在“空中網(wǎng)絡(luò)”計劃中提出，到2030年左右，美軍將實現(xiàn)“空中綜合網(wǎng)絡(luò)”的基本功能。該計劃設(shè)想，美軍將為現(xiàn)有低、中、高空無人機安裝通信中繼任務(wù)載荷，構(gòu)建“聯(lián)合空中層級網(wǎng)絡(luò)”（Joint Aerial Layer Network，JALN），無人機在各個高度組網(wǎng)，提供通信中繼服務(wù)，組成覆蓋各個高度層與廣域地理范圍的通信網(wǎng)絡(luò)。未來，通信中繼無人機在軍事中的廣泛應(yīng)用將逐步實現(xiàn)。

通信中繼無人機作戰(zhàn)應(yīng)用樣式

臨時通信基站

目前，世界上大多數(shù)國家的陸軍戰(zhàn)術(shù)分隊在山地、城區(qū)執(zhí)行特種作戰(zhàn)任務(wù)時，主要依靠便攜式電臺、車載超短波電臺來完成指揮通信，這種通信方式很容易受地形、高大建筑的遮擋而無法正常傳輸信息。因此，陸軍戰(zhàn)術(shù)分隊采用了通信中繼無人機系統(tǒng)建立臨時通信基站。當(dāng)無人機完成升空部署后，機載通信中繼系統(tǒng)可在一定時間內(nèi)獨立支撐部分區(qū)域的指揮通信，組成戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)，將覆蓋區(qū)域內(nèi)的多個通信終端融合到統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡(luò)中，擴大通信范圍，有效提升部隊在丘陵、山地、叢林等復(fù)雜環(huán)境下的通信能力，初步滿足復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境下的臨時指揮通信需求。

通信中繼節(jié)點

高空長航時無人機利用飛行高度優(yōu)勢，搭載通信中繼設(shè)備，為一定區(qū)域內(nèi)的部隊提供通信服務(wù)。這種通信樣式可將不同作戰(zhàn)單元接入統(tǒng)一的指揮信息網(wǎng)絡(luò)，并將指揮命令實時下發(fā)至各個單元，同時接收任務(wù)部隊的反饋信息。作為指揮信息網(wǎng)絡(luò)中的一個中繼節(jié)點，通信中繼無人機能夠為陸地、水面水下、空中等多種信息載體、收發(fā)設(shè)備提供實時的信息傳輸，將以往分散的信息個體聯(lián)結(jié)起來，打通信息堵塞點，為多維全域作戰(zhàn)提供通信保障。

覆蓋式組網(wǎng)通信

無人機可以有效支援受地形條件等因素制約而無法部署地面通信中繼系統(tǒng)的區(qū)域，保障信號全覆蓋。在這種應(yīng)用場景下，通信衛(wèi)星、大中型通信中繼無人機共同組網(wǎng)，可實現(xiàn)正常的通信。通信衛(wèi)星由于受自身性能的限制，無法實時對大區(qū)域范圍進行信號全覆蓋，如果大量衛(wèi)星組網(wǎng)來構(gòu)建廣域通信網(wǎng)絡(luò)，資源耗費嚴(yán)重。多型通信中繼無人機與通信衛(wèi)星組網(wǎng)，能夠彌補通信衛(wèi)星的短板，將高質(zhì)量的通信信號覆蓋到大區(qū)域內(nèi)的各種復(fù)雜環(huán)境中，提高數(shù)據(jù)傳輸速度和信噪比。此種組網(wǎng)方式分為三層，最上層是臨近空間通信衛(wèi)星，該衛(wèi)星負責(zé)最基本的通信服務(wù)；中間層為高空長航時通信中繼無人機，其機載通信系統(tǒng)負責(zé)接收通信衛(wèi)星傳輸?shù)男盘?，綜合處理所接收的信息，保證通信質(zhì)量，并進一步向下傳輸信號；最下層為大量低成本通信中繼無人機，這些無人機接收高空長航時無人機發(fā)送的信號，并將信號傳給作戰(zhàn)單元。這種通信方式較單純的衛(wèi)星通信更為廉價，并且可以隨時調(diào)整信號覆蓋范圍。在衛(wèi)星信號被敵方干擾的情況下，指揮系統(tǒng)也能直接向中間層的無人機發(fā)送信息，保證信息傳輸穩(wěn)定暢通。

通信中繼無人機作戰(zhàn)部署流程

綜合分析，合理規(guī)劃任務(wù)

不同戰(zhàn)場環(huán)境下的任務(wù)需求不同，己方需要根據(jù)作戰(zhàn)目標(biāo)、戰(zhàn)場態(tài)勢等不同要素對任務(wù)進行合理規(guī)劃。首先，己方應(yīng)確定所使用的通信中繼無人機的類型，對任務(wù)進行分析，并權(quán)衡無人機的性能，確保無人機具備執(zhí)行任務(wù)的能力；第二，接收任務(wù)數(shù)據(jù)，明確任務(wù)的詳細信息，同時著重進行目標(biāo)分析與威脅分析，確保正確理解上級意圖，并且保護自身安全；第三，規(guī)劃航線，考慮地形遮蔽、地形起伏對通信系統(tǒng)的影響，運用威脅模型分析、戰(zhàn)場態(tài)勢評估等方法，規(guī)劃一條最優(yōu)航線，保證通信穩(wěn)定和暢通；最后，對所規(guī)劃的航線進行推演評估，保證飛行安全。

執(zhí)行任務(wù)，建立通信頻道

在執(zhí)行實際任務(wù)階段，人員與相關(guān)設(shè)施應(yīng)做好充分準(zhǔn)備。無人機操控員必須提前掌握當(dāng)日執(zhí)行任務(wù)的基本情況，了解敵我雙方的態(tài)勢。不同崗位的人員應(yīng)有明確的任務(wù)分工，避免出現(xiàn)因職責(zé)不明所引起的機組資源管理不當(dāng)?shù)葐栴}。當(dāng)機組完成無人機相關(guān)設(shè)備的檢查后，無人機按照預(yù)設(shè)航線飛行。當(dāng)無人機到達預(yù)定任務(wù)空域后，操控員應(yīng)按照正規(guī)流程，構(gòu)建通信頻道，為友方提供通信保障。在構(gòu)建通信頻道的過程中，己方需要提前與友方部隊相互交流，確定建立通道的相關(guān)參數(shù)。

實時監(jiān)控，確保穩(wěn)定的通信

通信頻道被正常建立之后，己方確保穩(wěn)定的通信也非常重要。首先，無人機操控員必須時刻監(jiān)控通信頻道的聯(lián)通情況，對可能出現(xiàn)的干擾和瞬時使用高峰做出快速響應(yīng)，避免可能發(fā)生的通信系統(tǒng)故障、無人機失控等嚴(yán)重后果；其次，在無人機持續(xù)飛行的過程中，操控員要時刻關(guān)注戰(zhàn)場態(tài)勢變化，隨時準(zhǔn)備切換任務(wù)空域，或者切換通信頻道，改變通信參數(shù)，有效應(yīng)對戰(zhàn)場環(huán)境的變化。

結(jié)束語

無人機技術(shù)發(fā)展迅速，深刻影響著戰(zhàn)爭的演變。以無人機為平臺的通信中繼網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢明顯。不論是獨立保障通信，還是作為中繼節(jié)點共同組網(wǎng)，通信中繼無人機都能構(gòu)建良好的指揮通信網(wǎng)絡(luò)。未來，隨著無人機、通信等技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機將作為構(gòu)建指揮通信網(wǎng)的利器，為部隊作戰(zhàn)行動提供強大的信息支撐。