國外無人機(jī)地面控制站的現(xiàn)狀和發(fā)展

諸葛卉

今年3月14日，美國一架通用原子航空系統(tǒng)公司的MQ-9“死神”（Reaper）無人機(jī)在黑海水域上當(dāng)天因劇烈的空中機(jī)動動作失控后墜入黑海，這是美國無人機(jī)首次在該地區(qū)墜毀；2021年7月，根據(jù)一份外國軍事總銷售協(xié)議——包括4架MQ-9A第5批次（Block 5）飛機(jī)和4架移動地面控制站以及相關(guān)支持設(shè)備，通用原子航空系統(tǒng)公司為荷蘭皇家空軍（RNLAF）完成第一架MQ-9A 第5批次無人機(jī)和地面控制站（GCS）；2020年6月，通用原子航空系統(tǒng)公司贏得國民警衛(wèi)隊(duì)（ANG）合同，升級MQ-9第1批次和第5批次和第25批次雙控制模塊地面控制站（DCMGCS）和第30批次地面控制站，訂單包括用于高清顯示器、“巴雷特”非對稱數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)鏈路計(jì)算機(jī)（BADDC）和多智能智能處理（MISP）的套件。

根據(jù)美國空軍的預(yù)算文件，將對未來技術(shù)進(jìn)行重大投資，用于開發(fā)下一代空中優(yōu)勢（NGAD）戰(zhàn)斗機(jī)、合作式作戰(zhàn)飛機(jī)（CCA）無人機(jī)、B-21“突襲者”隱身轟炸機(jī)和“哨兵”洲際彈道導(dǎo)彈等未來作戰(zhàn)裝備，合作式作戰(zhàn)飛機(jī)無人機(jī)將與下一代空中優(yōu)勢戰(zhàn)斗機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)。

無人機(jī)在全球反恐戰(zhàn)爭中所取得的巨大成就顯示了機(jī)器人系統(tǒng)潛在的軍用價值；網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的概念顛覆了傳統(tǒng)的信息獲取方式，作為網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的重要節(jié)點(diǎn)，無人機(jī)的發(fā)展無疑將對未來作戰(zhàn)模式產(chǎn)生重大影響。鑒于無人系統(tǒng)的顯著優(yōu)勢，國外計(jì)劃在未來25年內(nèi)發(fā)展和使用越來越復(fù)雜、技術(shù)越來越先進(jìn)的無人系統(tǒng)。同時，無人系統(tǒng)必須能與有人系統(tǒng)或其他無人系統(tǒng)綜合，以充分發(fā)揮其作戰(zhàn)效能。

無人機(jī)航電系統(tǒng)是在飛機(jī)航電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)的，繼承了飛機(jī)航電系統(tǒng)的一些特點(diǎn)，但也有自身的要求。一套無人機(jī)系統(tǒng)是一個異平臺分布系統(tǒng)，各平臺之間通過有線和無線通信，所以一套無人機(jī)航電系統(tǒng)是由無人機(jī)系統(tǒng)空中部分、地面控制站和發(fā)射回收系統(tǒng)三個相對獨(dú)立的部分組成，其中無人機(jī)系統(tǒng)空中部分和控制站尤為重要。無人機(jī)航電系統(tǒng)的三個獨(dú)立局域網(wǎng)具有擴(kuò)展性，它們各自可以和外界發(fā)生信息交聯(lián)和互操作。

無人機(jī)地面控制站的典型功能

無人機(jī)地面站系統(tǒng)是整個無人機(jī)系統(tǒng)的指揮控制中心，專門用于對無人機(jī)的地面控制與管理，是在現(xiàn)代無人機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用過程中逐步提出的。為了能更好地監(jiān)視無人機(jī)的飛行狀況，并對無人機(jī)進(jìn)行遙控，人們設(shè)計(jì)了各種類型的地面站，輔助操作員對無人機(jī)的各種飛行數(shù)據(jù)和任務(wù)設(shè)備狀況等進(jìn)行實(shí)時地監(jiān)控，在一些應(yīng)急情況發(fā)生時能及時地采取相應(yīng)處理措施來保證無人機(jī)的安全。

地面控制站可以是陸基、艦載的，也可以綜合到指揮與控制飛機(jī)上，從長遠(yuǎn)來看，可能綜合進(jìn)其他戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)的駕駛艙里。選擇空中控制站能提供最大的靈活性，但是會帶來小型化和綜合化問題。因此，在控制站最初論證時，一般都采用地面控制站進(jìn)行。

據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，地面系統(tǒng)所需成本非常高，往往是單架無人機(jī)成本的0.5～4倍之間。這說明，研制一個能夠控制多種類型無人機(jī)的通用地面控制系統(tǒng)，不僅可以極大地降低無人機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)、后勤支持和訓(xùn)練費(fèi)用，也可以較大程度地改進(jìn)無人機(jī)系統(tǒng)作戰(zhàn)的靈活性，從而實(shí)現(xiàn)無人機(jī)系統(tǒng)之間的互操作性。

地面控制站也稱任務(wù)規(guī)劃與控制站。任務(wù)規(guī)劃主要是指在飛行過程中無人機(jī)的飛行航跡受到任務(wù)規(guī)劃的影響；控制是指在飛行過程中對整個無人機(jī)系統(tǒng)的各個系統(tǒng)進(jìn)行控制，按照操作者的要求執(zhí)行相應(yīng)的動作。

國外無人機(jī)地面站現(xiàn)狀

無人機(jī)地面站應(yīng)包括從發(fā)射準(zhǔn)備到回收、需要系統(tǒng)干預(yù)和/或確認(rèn)系統(tǒng)完好性的所有單元。目前，一個典型的地面控制站由一個或多個操作控制分站組成，主要實(shí)現(xiàn)對飛行器的控制、任務(wù)控制、載荷操作、載荷數(shù)據(jù)分析和系統(tǒng)維護(hù)等。其相互間的關(guān)系如圖2所示。地面站軟件是無人機(jī)地面站的重要組成部分。操作員通過地面站系統(tǒng)提供的鼠標(biāo)、鍵盤、按鈕和操控手柄等外設(shè)來與地面站軟件進(jìn)行交互，以在任務(wù)開始前預(yù)先規(guī)劃好本次任務(wù)的航跡，飛行過程中對無人機(jī)的飛行狀況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和修改任務(wù)設(shè)置，以干預(yù)無人機(jī)飛行，任務(wù)完成后還可以對任務(wù)的執(zhí)行記錄進(jìn)行回放分析。

MQ-9“死神”系列無人機(jī)的地面控制系統(tǒng)

2023年2月8日，美國海軍航空系統(tǒng)司令部授予通用原子航空系統(tǒng)公司訂單，為MQ-9A 第5批次“遠(yuǎn)征中空長航時無人機(jī)系統(tǒng)”無人機(jī)發(fā)揮出作戰(zhàn)能力采購8套移動式地面控制站和6套地面數(shù)據(jù)終端，支持美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)。該地面控制站安裝在長度為10m的獨(dú)立拖車內(nèi)，內(nèi)有遙控操作的飛行員、監(jiān)視偵察操作手的座席和控制臺，三個波音公司的任務(wù)計(jì)劃開發(fā)控制臺、兩個合成孔徑雷達(dá)控制臺，以及衛(wèi)星通信、視距通信數(shù)據(jù)終端。

（1）“死神”無人機(jī)地面站功能

“死神”無人機(jī)新的可認(rèn)證地面控制站（CGCS）基于衛(wèi)星通信的自動起飛、著陸和滑行，便攜式飛行前/飛行后設(shè)備（P3E）以及任務(wù)情報中心，功能包括飛行監(jiān)控、導(dǎo)航、任務(wù)載荷、任務(wù)規(guī)劃、一個C波段可視數(shù)據(jù)鏈或者一個超視距用的Ku波段衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈等。其中，任務(wù)規(guī)劃功能如下：

（a）點(diǎn)擊用戶接口；

（b）實(shí)時地圖漫游；

（c）應(yīng)急航路規(guī)劃；

（d）支持多無人機(jī)規(guī)劃；

（e）顯示經(jīng)緯度或UTM中的坐標(biāo)；

（f）基于航路點(diǎn)的無人機(jī)性能自動校驗(yàn)；

（g）對地形間隔快速檢驗(yàn)；

（h）視線和衛(wèi)星可見性檢測；

（i）一個C波段可視數(shù)據(jù)鏈或者一個超視距用的Ku波段的衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈。

（2）“死神”無人機(jī)地面站組成及裝備

“死神”無人機(jī)主要由飛行控制站、任務(wù)載荷控制站和合成孔徑雷達(dá)控制站組成，分別由無人機(jī)操作員（AVO）、任務(wù)載荷操作員（PO）和合成孔徑雷達(dá)操作員（SARO）三人進(jìn)行操控。

無人機(jī)操作員負(fù)責(zé)對無人機(jī)進(jìn)行操控，包括起飛、著陸、飛行中姿態(tài)控制等。

合成孔徑雷達(dá)操作員：負(fù)責(zé)控制和監(jiān)視無人機(jī)的雷達(dá)，并對其圖像作有限處理。操作員的操控包括對TV相機(jī)、紅外相機(jī)、內(nèi)置雷達(dá)等，雷達(dá)可同TV相機(jī)或紅外相機(jī)同時操作。

（3）“死神”無人機(jī)地面站裝備

CGCS包括高清顯示器、巴雷特非對稱數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)鏈路計(jì)算機(jī)（BADDC）和多智能智能處理（MISP）的套件。BADDC充當(dāng)有效載荷數(shù)據(jù)復(fù)用器，并致力于增加無人機(jī)在其通道和帶寬限制范圍內(nèi)通過數(shù)據(jù)鏈路發(fā)送傳感器信息源的數(shù)量；與BADDC互動的數(shù)據(jù)來自無人機(jī)的機(jī)載傳感器，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到一個獨(dú)立的通道——可通過數(shù)據(jù)鏈路傳輸多個傳感器信息源。該高清顯示器套件和BADDC允許提高M(jìn)Q-9和地面控制站之間的吞吐量和傳感器數(shù)據(jù)的質(zhì)量，MISP實(shí)現(xiàn)了地面控制站和外部網(wǎng)絡(luò)之間的無縫數(shù)據(jù)流。該人機(jī)界面由4個液晶顯示器組成：

（a）最上方的顯示器顯示無人機(jī)航路規(guī)劃和數(shù)字地圖疊加信息；

（b）中間的顯示器則實(shí)時顯示無人機(jī)頭部的彩色攝像機(jī)拍攝到的畫面，其作用相當(dāng)于有人駕駛戰(zhàn)斗機(jī)上的平視顯示器（HUD）；

（c）最下方的兩個顯示器則顯示各種傳感器采集到的信息、圖像、戰(zhàn)術(shù)信息、飛機(jī)狀態(tài)和飛行儀表等內(nèi)容，相當(dāng)于有人駕駛戰(zhàn)斗機(jī)上的多功能下視顯示器（MFD）；

（d）在地面控制站系統(tǒng)的右側(cè)安裝有操縱桿，而在座艙左側(cè)安裝有油門桿，十分符合美軍戰(zhàn)斗機(jī)飛行的側(cè)桿操縱習(xí)慣；

（e）地面控制站系統(tǒng)可裝在很多移動平臺上，如車輛、艦船甚至大型飛機(jī)上，以便操作人員在遠(yuǎn)離戰(zhàn)場千里之外的任意地點(diǎn)對“死神”系列無人機(jī)進(jìn)行遙控。

（4）“死神”無人機(jī)系統(tǒng)的地面遙控方式

“死神”無人機(jī)和地面控制系統(tǒng)都裝備L-3通信公司提供的C波段數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)終端和Ku波段衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)通信終端，這樣即使在地球的另一端也可對“死神”系列無人機(jī)進(jìn)行遙控。飛機(jī)本身還裝備了特高頻（UHF）和甚高頻（VHF）無線電臺（VHF（30～300MHz）、UHF（300～3000MHz）無線電波主要是作較短途的傳送）。

（a）通過C波段數(shù)據(jù)鏈對無人機(jī)進(jìn)行視距（LOS）遙控，其遙控范圍可達(dá)280km，主要適用于無人機(jī)的起飛和降落階段的近距離通信；

（b）以一架無人機(jī)作為通信中繼機(jī)對戰(zhàn)場前沿的另一架無人機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控；

（c）以一架無人機(jī)和一個地面控制系統(tǒng)分別作為通信中繼機(jī)和中繼站對戰(zhàn)場前沿的無人機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控；

（d）通過Ku波段的衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈中繼對遠(yuǎn)在萬里之外的無人機(jī)進(jìn)行遙控，并傳送任務(wù)控制信息以及偵察圖像信息。圖像信號傳到地面站后，可以轉(zhuǎn)送至全球各地指揮部門，也可直接通過一個商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的全球廣播系統(tǒng)發(fā)送給指揮用戶，因而指揮人員可以實(shí)時控制“捕食者”進(jìn)行攝影和視頻圖像偵察。

德事隆系統(tǒng)公司無人系統(tǒng)用Synturian地面控制站系列

德事隆系統(tǒng)（Textron Systems）公司無人系統(tǒng)引入了部分Synturian地面控制站系列產(chǎn)品，是一種多域控制和協(xié)作技術(shù)，增強(qiáng)了態(tài)勢感知能力。

該產(chǎn)品系列包括Synturian Control和Synturian Remote兩部分。Synturian Control是一個多平臺、多運(yùn)載器、多域的控制系統(tǒng)，增強(qiáng)信息的協(xié)作和傳播；Synturian Remote包括移動、強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)工具，通過及時的信息和協(xié)作增強(qiáng)態(tài)勢感知。

Synturian系列產(chǎn)品圍繞面向服務(wù)的架構(gòu)設(shè)計(jì)，用于集成貨架軟件，擁有一個直觀、支持培訓(xùn)和物流的界面。

德事隆系統(tǒng)公司把Synturian系列產(chǎn)品與自身無人機(jī)系統(tǒng)整合，包括與“影子”戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)系統(tǒng)和“探空器”小型無人機(jī)系統(tǒng)以及通用無人水面艦艇（CUSV）相集成，已完成了該產(chǎn)品與“影子”、“探空器”和該公司任務(wù)平臺上遠(yuǎn)程終端功能的演示。

航空環(huán)境公司Crysalis下一代地面控制解決方案

2021年7月，航空環(huán)境公司發(fā)布Crysalis地面控制解決方案。Crysalis是一種基于硬件和軟件的集成地面控制系統(tǒng)，旨在通過直觀的用戶體驗(yàn)（UX）為航空環(huán)境公司無人機(jī)系統(tǒng)及其有效載荷提供指揮和控制。

Crysalis系統(tǒng)提供可互換性，無論是模塊化元組件還是交鑰匙系統(tǒng)均適應(yīng)特定任務(wù)要求；與Android、Microsoft Windows和Linux操作系統(tǒng)跨平臺兼容。

Crysalis系統(tǒng)設(shè)計(jì)有直觀的用戶界面，旨在減少認(rèn)知負(fù)荷和訓(xùn)練負(fù)擔(dān)，同時增強(qiáng)態(tài)勢感知和戰(zhàn)場協(xié)作。用戶可通過快速訪問關(guān)鍵信息、工作模式和遙測元數(shù)據(jù)來規(guī)劃和執(zhí)行飛行任務(wù)，以及導(dǎo)航和控制無人機(jī)和有效載荷。其他用戶可以通過遠(yuǎn)程視頻終端訪問遙測和下行鏈路數(shù)據(jù)，獲得態(tài)勢感知、信息共享和戰(zhàn)術(shù)決策協(xié)作，并允許他們直接在設(shè)備上截獲數(shù)據(jù)。

皇家空軍的無人機(jī)地面控制站

近日，英國公開了沃丁頓皇家空軍基地里的無人機(jī)倉庫，這里停放著隸屬于英國各個軍種的多個無人機(jī)型號，從只有火柴盒大小的“黑色大黃蜂”到最大起飛重量（質(zhì)量）超過450kg的“守望者”，一應(yīng)俱全，圖為無人機(jī)操作指揮系統(tǒng)。

地面控制站將采用新型開放式體系結(jié)構(gòu)

無人系統(tǒng)將允許操作員將他們的感知和能力在戰(zhàn)場上體現(xiàn)出來，這是無人機(jī)和巡航導(dǎo)彈之間的區(qū)別；操作員接口是一個關(guān)鍵組件，是另一個可以升級改進(jìn)的巨大領(lǐng)域。

下一代無人機(jī)系統(tǒng)將包括地面控制站與能夠支持多個任務(wù)目標(biāo)的無人機(jī)之間的多對多關(guān)系。提供這種多任務(wù)能力所需的系統(tǒng)將包括由多個地面控制站控制的自協(xié)調(diào)無人機(jī)，以及無人機(jī)和載人飛機(jī)以及空間系統(tǒng)的相互配合，以滿足不斷變化的一組任務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。

美國國防部、英國國防部以及未來機(jī)載能力環(huán)境（FACE）、無人機(jī)控制段（UCS）、開放式任務(wù)系統(tǒng)（OMS），以及包括網(wǎng)絡(luò)中心環(huán)境設(shè)計(jì)等政府和工業(yè)聯(lián)盟均試圖為無人機(jī)系統(tǒng)開發(fā)人員定義這些要求——無人機(jī)和地面控制站的設(shè)計(jì)者必須確保網(wǎng)絡(luò)中心環(huán)境中的所有參與者能夠接觸其能力的每一個要素。為此，美國國防部在其“2007—2032無人系統(tǒng)路線圖”中提出了下一代無人機(jī)系統(tǒng)所需基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展計(jì)劃。該愿景在北約論壇的無人機(jī)系統(tǒng)倡議中也得到了響應(yīng)。該無人系統(tǒng)路線圖定義了6個目標(biāo)，其中兩個目標(biāo)特別相關(guān)：強(qiáng)調(diào)通用性，以實(shí)現(xiàn)無人系統(tǒng)上的系統(tǒng)控制、通信、數(shù)據(jù)產(chǎn)品和數(shù)據(jù)鏈路之間更大的可互操作性；促進(jìn)制定政策、標(biāo)準(zhǔn)和程序，確保安全、及時地作戰(zhàn)，并有效整合有人機(jī)和無人機(jī)。

要在開放式架構(gòu)內(nèi)實(shí)現(xiàn)有意義的互操作，在不同時間、不同硬件、不同軟件架構(gòu)、不同技術(shù)和不同數(shù)據(jù)用途構(gòu)建的不同系統(tǒng)必須易于和有意義地集成。國防部已經(jīng)確定，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵是指定一個通用語義的數(shù)據(jù)模型，所有需要交換的數(shù)據(jù)均被嚴(yán)格地定義、描述和記錄。

安全是聯(lián)邦航空管理局的首要問題，它遵循RTCA/DO-178C軟件安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。DO-178C目標(biāo)要求開發(fā)代碼時特別注意可測試性，見表1。 代碼必須具有確定性，才能實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的測試結(jié)果。

一種在兼容實(shí)時性的數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)中間件上構(gòu)建組件的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法使開發(fā)人員能夠?qū)崿F(xiàn)對軍用和商用無人機(jī)開放式架構(gòu)和安全認(rèn)證的要求，同時減少開發(fā)時間、成本和風(fēng)險。

DDS是由對象管理工作組（OMG）標(biāo)準(zhǔn)化的一組規(guī)范，核心是基于無互連架構(gòu)上實(shí)現(xiàn)實(shí)時軟件數(shù)據(jù)總線，如圖5所示。

數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)使用發(fā)布—訂閱通信模式，使數(shù)據(jù)生產(chǎn)者能夠向數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)布數(shù)據(jù)，并允許數(shù)據(jù)消費(fèi)者訂閱來自該數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)實(shí)現(xiàn)中，數(shù)據(jù)被從物理源和目的地抽象出來，并允許訂閱該物理源和目的地的任何應(yīng)用訪問，而與源的位置和傳輸數(shù)據(jù)的特定鏈接技術(shù)無關(guān)。

通過開放式架構(gòu)指南（包括FACE、UCS和OMS）標(biāo)準(zhǔn)化了無人機(jī)中數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)的使用。數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)實(shí)施可認(rèn)證至DO-178C中的A級，包括認(rèn)證機(jī)構(gòu)要求的流程和測試工件。這種方法大大減少了必須評估的自定義代碼的數(shù)量，節(jié)省數(shù)百萬美元的認(rèn)證成本。

以美國海軍的通用無人機(jī)地面控制站的戰(zhàn)術(shù)控制系統(tǒng)（TCS）為例，如圖6所示。戰(zhàn)術(shù)控制系統(tǒng)提供了一個開放式體系結(jié)構(gòu)軟件，能夠控制多種不同類型的海上、岸上計(jì)算機(jī)硬件，實(shí)現(xiàn)任務(wù)規(guī)劃、指揮與控制以及情報數(shù)據(jù)接收和分發(fā)等功能。

北約以STANAG 4586為出發(fā)點(diǎn)，對無人機(jī)指揮與控制接口進(jìn)行了定義。該STANAG 4586以模塊化的方式，通過開放式接口實(shí)現(xiàn)了對平臺的基本框架和傳感器控制功能的標(biāo)準(zhǔn)化。STANAG 4586是一個良好的開端，但美軍需要其具有發(fā)射武器功能，控制的傳感器也不僅僅是光電/紅外設(shè)備，已引入了多種STANAG 4586無法支持實(shí)現(xiàn)的新型傳感器。

現(xiàn)有控制系統(tǒng)的局限性

目前，使用地面控制站的架構(gòu)最早可追溯到MQ-1“捕食者”無人機(jī)的早期概念論證階段。這種老舊的地面控制站已經(jīng)被證實(shí)不能適應(yīng)“捕食者”無人機(jī)日益復(fù)雜的作戰(zhàn)功能和不斷升級的技術(shù)要求了。從2003年參加伊拉克戰(zhàn)爭迄今，美軍投入實(shí)戰(zhàn)的90余架“捕食者”系列無人機(jī)，超過一半已徹底損失。美軍的統(tǒng)計(jì)表明，無人機(jī)的損失除了敵方的地對空火力、惡劣的自然環(huán)境和空中相撞事故等原因外，還有一個主要的原因就是“人為因素”，即由于地面操縱人員的失誤而引發(fā)的墜毀事故。“捕食者”無人機(jī)地面控制站采用的是20世紀(jì)90年代的技術(shù)，根本不符合人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)理念，如要從一架“捕食者”無人機(jī)上發(fā)射一枚“地獄火”彈，須在下拉式菜單中點(diǎn)擊鼠標(biāo)以進(jìn)行一系列不同的操作，這樣的復(fù)雜操作多達(dá)17次，而在F-16戰(zhàn)斗機(jī)的座艙中，要用按一個按鈕就可以；發(fā)射導(dǎo)彈和關(guān)閉發(fā)動機(jī)用的按鈕設(shè)置得太近，容易造成誤操作。顯然，現(xiàn)有簡陋的地面控制系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足“捕食者”無人機(jī)系統(tǒng)面臨的日益復(fù)雜的任務(wù)要求了，美國空軍急需研制新一代操作界面更為友好的無人機(jī)地面控制系統(tǒng)。

“捕食者”的數(shù)字信息通信鏈路被設(shè)計(jì)專門使用商業(yè)Ku波段，與現(xiàn)在投入使用的空軍新一代高性能寬帶全球通信衛(wèi)星（WGS）不兼容，WGS衛(wèi)星在Ka和X頻段工作。這一設(shè)計(jì)使“捕食者”的使用成本大大增加：至2012年美國國防部約花費(fèi)2500萬美元Ku波段能力用于支援大約200架次的“捕食者”或“死神”無人機(jī)的巡邏任務(wù)。

無人機(jī)地面控制站發(fā)展新趨勢

隨著無人機(jī)技術(shù)的新發(fā)展，無人機(jī)地面控制站呈現(xiàn)出新的趨勢：

美國空軍研究遠(yuǎn)程控制無人僚機(jī)

2023年2月，美國空軍正在研究無人僚機(jī)是否可以由附近的作戰(zhàn)管理平臺或加油機(jī)的操作員遠(yuǎn)程控制。

合作式作戰(zhàn)飛機(jī)（CCA）執(zhí)行任務(wù)時，可能會由附近的飛機(jī)進(jìn)行部分引導(dǎo)，如KC-46“飛馬”加油機(jī)或E-7“楔尾”預(yù)警機(jī)。美國空軍希望合作式作戰(zhàn)飛機(jī)能夠與下一代空中主宰戰(zhàn)斗機(jī)或F-35戰(zhàn)斗機(jī)協(xié)作執(zhí)行包括打擊目標(biāo)、執(zhí)行情報、監(jiān)視和偵察等任務(wù)，或干擾敵方信號等電子戰(zhàn)行動。無論是有人戰(zhàn)斗機(jī)還是其他飛機(jī)，都必須解決許多與合作式作戰(zhàn)飛機(jī)的引導(dǎo)方式有關(guān)的更細(xì)微的問題，例如，如何與有人機(jī)組隊(duì)、能否在加油機(jī)或預(yù)警機(jī)上遠(yuǎn)程控制等。

2022年10月，米切爾航空航天研究所發(fā)表的一篇關(guān)于無人僚機(jī)的論文中也提出了此項(xiàng)建議。米切爾航空航天研究所提出的一個模型設(shè)想了一群無人機(jī)由附近E-7“楔尾”的空戰(zhàn)管理人員指揮，并敦促空軍盡快將重點(diǎn)放在改進(jìn)與無人機(jī)的交互方式上。

有人/無人編隊(duì)硬件和技術(shù)及工程

2022年12月12日，由空客公司牽頭的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了未來空戰(zhàn)系統(tǒng)（FCAS）首次大規(guī)模多域飛行演示（MDFD），也是未來空戰(zhàn)系統(tǒng)“有人-無人編隊(duì)”（MUM-T）演示項(xiàng)目第二階段的成果展示。該項(xiàng)目由德國聯(lián)邦國防軍裝備、信息技術(shù)和現(xiàn)役支持辦公室（BAAINBw）資助，現(xiàn)已進(jìn)入第三階段。該項(xiàng)目現(xiàn)已進(jìn)入第三階段，計(jì)劃2030年完成初步部署。

除空客公司外，參與該飛行演示的還包括德國聯(lián)邦國防軍、芬蘭國防軍、歐洲導(dǎo)彈德國公司、Patria公司、HAT. tec公司和Robonic公司，主要內(nèi)容為整合各種有人-無人平臺。在飛行演示期間，在芬蘭羅瓦耶爾維上空飛行的不同平臺通過網(wǎng)狀機(jī)載網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路互聯(lián)，其中1架里爾35客機(jī)用于代替戰(zhàn)斗機(jī)，機(jī)上的機(jī)組人員負(fù)責(zé)指揮代替遠(yuǎn)程載具飛機(jī)的5架Do-DT25無人機(jī)，1架模擬戰(zhàn)斗機(jī)代替承擔(dān)指揮控制角色的飛機(jī)。在5架遠(yuǎn)程飛機(jī)中，兩架集成了歐洲導(dǎo)彈集團(tuán)的電子支援措施傳感器，用于識別一個虛擬的敵方地空導(dǎo)彈陣地，另外3架配備光電相機(jī)。在飛行演示期間，地面部隊(duì)通過前置部署的聯(lián)合終端、攻擊控制員請求近距離空中支援，以抓捕虛擬的敵方人員。此外，一架空客H145M直升機(jī)與一架配備光電相機(jī)的遠(yuǎn)程飛機(jī)一起部署，負(fù)責(zé)監(jiān)控并向特種部隊(duì)提供偵察數(shù)據(jù)。

高空長時運(yùn)行賦能的強(qiáng)韌網(wǎng)絡(luò)

2023年2月2日，美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）授予位于加州圣迭戈的立方體防務(wù)應(yīng)用公司（Cubic Defense Applications Inc.）合同，研發(fā)高空長時運(yùn)行賦能的強(qiáng)韌網(wǎng)絡(luò)（Halo-Enabled Resilient Mesh，HERMes）軟硬件原型。

立方體防務(wù)應(yīng)用公司將為美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室調(diào)研、設(shè)計(jì)、開發(fā)、測試和演示高空長時運(yùn)行賦能的強(qiáng)韌網(wǎng)絡(luò)（Halo-Enabled Resilient Mesh）能力，并擴(kuò)展高容量骨干通信系統(tǒng)的技術(shù)能力，包括開發(fā)用于該系統(tǒng)的硬件，增加工作頻率范圍，優(yōu)化系統(tǒng)中使用的代碼和算法，研究備選能力以擴(kuò)展運(yùn)行操作平臺的類型和數(shù)量。

美國空軍演示與平臺無關(guān)的機(jī)上連接技術(shù)

2023年3月23日，諾斯羅普-格魯門公司成功展示了連接整個飛機(jī)生態(tài)系統(tǒng)的技術(shù)能力。該公司在美國空軍馬里蘭州帕圖克森特河海軍航空站的諾斯羅普-格魯門公司飛行試驗(yàn)臺上展示了其軟件可編程開放任務(wù)系統(tǒng)兼容（SPOC）多功能處理器，使用先進(jìn)的波形與地面站進(jìn)行實(shí)時空中測試，突出了使用高級數(shù)據(jù)鏈路集成現(xiàn)有和未來平臺的能力。

軟件可編程開放任務(wù)系統(tǒng)兼容等先進(jìn)技術(shù)為美國空軍提供了小尺寸、重量和功率的無線電，并且可擴(kuò)展，可升級和靈活，以適應(yīng)任何平臺。軟件可編程開放任務(wù)系統(tǒng)兼容設(shè)計(jì)還為下一代通信提供了一個集成環(huán)境，可以降低成本、風(fēng)險和部署時間。

這次飛行測試是與空軍簽訂的合同的一部分，旨在開發(fā)和演示一種解決方案，連接有利于聯(lián)合部隊(duì)的平臺，并為他們提供跨空中、太空、陸地和海洋的實(shí)時戰(zhàn)斗空間意識，以幫助定義空軍的下一代無線電方法。使用諾斯羅普-格魯門公司公司的軟件開發(fā)工具包和開放式架構(gòu)開發(fā)軟件可編程開放任務(wù)系統(tǒng)兼容技術(shù)，將使空軍能夠快速引入新功能，以應(yīng)對不斷變化的威脅。