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无人机应用与军事系统

2017-5-26 15:48:35      点击:

      无人机可局部部署,通过小范围侦察,可向战斗部队提供所需要的信息,因此,可使部队在侦察过程中的伤亡率大大减小,同时大幅提高作战效率。无人机的主要军事价值可归纳为如下几点。

  1.在复杂城市环境中作战
  由于无人机体积小、速度慢、机动灵活,可以由分散单兵、班、排一级的小分队操作控制,因此,非常适合在建筑物林立众多、地面极其复杂的城市环境中作战,除此之外的其他大型飞行器就难以在这样的复杂环境中完成相应作战任务。
  2.低空侦察和通讯
  无人机携带成像传感器可进行全天候监视侦察,甚至可飞到大型建筑物周围、敌方窗台上进行秘密侦察,探测建筑物内部目标活动情况,窃听对方情报;当在大部队难以进入的偏远山区作战时,可用无人机完成侦察、监视和通信任务,并可将侦察信息实时传送回来。
  3.对生化武器进行探测、识别
  生化武器的危害尽人皆知,在对这类武器进行识别和探测时,需要极其小心谨慎,但也难免造成沾染甚至不必要的伤亡,而无人机可以毫无顾忌地飞入这类目标进行探测,不存在人员伤亡、沾染等问题。
  此外,还可用于通信中继、环境研究、对自然灾害监视和救援、边境巡逻与控制、毒品禁运、农业勘测等民用的诸多方面。
        无人驾驶飞机自诞生至今,在电子技术和航空技术飞速进步的推动下,其发展速度越来越快。特别是自海湾战争以来的经验证明,高精尖制导武器系统(巡航导弹、精确制导弹药) 的使用,对于作战对象监视、位置信息获取和目标指示等提出了更高的要求。目前的军事侦察、目标监视手段主要有卫星遥感侦察、有人驾驶飞机侦察以及无人机侦察,而其中无人侦察机由于其具有无人员损伤风险、部署灵活、响应及时等特点,备受各国关注,无人机研发的步伐加快,正逐渐成为一种新的武器平台和制式装备。
    无人侦察机是指借助机上电子侦察设备,以获取目标信息为目的的无人机。它主要是用于战场监视,为部队的作战行动提供情报。可分为战略侦察、战役侦察和战术侦察。
无人机侦察信息的地面处理
CCD 光电视频图像
     CCD 视频侦察采用光学摄像机,利用地面物体的可见光反射特性进行成像。其特点是画面直观,便于判读。缺点是受天气影响比较大,雾、云及雨雪天气均对画面质量产生影响,图像灰暗甚至无法看到目标。
红外视频图像
    红外侦察采用红外热像仪成像,一般分辨率略低于CCD 图像。其特点是利用物体的热红外辐射特征,即温度越高的物体其在画面上表现的越亮,特别是冷背景中的人物和发动着的车辆等,非常容易识别。缺点同样受天气的影响,但相对CCD 图像要好一些,一般的薄云和轻雾均无太大影响。
SAR(合成孔径雷达) 图像
    SAR 雷达利用物体对雷达波的反射特性成像,一般金属物体反射信号强,在图像上反应出的特点就是很亮,如车辆和高压塔等,而非金属反射弱,在画面上反应出来就比较暗。相对于光电图像和红外图像,SAR 雷达图像受天气影响较小。
无人机侦察信息的主要处理方法
    从无人机上下传的信息一般为原始信号(可见光、红外、SAR ),无法为指挥作战直接使用,需要进行相应的处理。对无人机侦察信息的处理大致分为以下几类:
    ①视频预处理:对机上下传的视频信息进行增强、滤波和去噪等处理,提高图像的清晰度,便于进行后期的目标识别和判读处理;
    ②图像处理:除常规的增强、滤波和去噪等处理以外,还可以结合多种传感器图像对其进行融合处理,进一步提升图像质量;
    ③校正定位:无人机侦察信息处理的一个重要目的就是给出目标的精确坐标,以引导火力打击。系统校正后的图像带有地理定位信息,可以对图上目标进行坐标查询;
    ④目标识别:目标识别是另一个重要处理过程,以计算机结合人工的方式给出目标的类型、大小等参数。
    经过上述处理之后形成有用情报,分发给各作战单位或指挥系统使用。
    边防的自然环境异常恶劣,条件艰苦超越一般人的想象。西部高寒、高海拔、极度缺氧;北部茫茫荒漠戈壁、白雪冰川,风暴多;南部高温、高盐、高湿;东部很多岛屿几乎寸草不生,全部是珊瑚沙石头,我们的边防官兵就是在行动如此不便的自然环境中,用个人身体条件去与大自然做搏斗。可以想象,在大面积区域安装无数个摄像头,不仅需要耗费大量金钱,而且很多自然条件极其危险的区域,人员已经很难到达,安装摄像头几乎已是不可能完成的任务。而用有人直升机侦察,除了调度和经费的问题,某些区域的气象和自然条件甚至决定了有人直升机执行任务的高危险性和不可能性,因此,采用新的边境巡查手段有助于提高边防官兵巡查效率,减少人员伤亡。
      小型边防无人机巡逻系统正是解决了这一难题,边防官兵只需要通过地面站设置好飞行航点,手掷起飞即可,无人侦察机可根据航线自动飞行,边防官兵只需通过无人侦察机搭载的摄像头观察地面情况,如发现异状时,还可以通过地面操作系统,即时更改航向,在不明区域盘旋飞行进行详细的检查,当巡查工作完毕,无人侦察机自动返航,回到起飞点上空自主伞降。小型边防无人机巡逻系统的特点:简化操作、全自主生成航线、手掷起飞、全自主飞行、全自主伞降等功能,没有遥控器,无需担心频率干扰,无需遥控飞行经验,小型无人侦察机上装载红外摄像头还可以夜航,这样既减少了人员伤亡,也增加了巡查力度,让犯罪分子无机可乘。在边防站距离较远的边防站哨所还可以根据距离的远近还可以实行来往侦察,即从边防站A点起飞到B点降落,B点换新电池后再从B点起飞到A点降落,地面站可以同时接收到A点和B点的视频信号(如图1),并且支持几架飞机同时起飞,这样就可以覆盖一定的范围进行地毯式的巡逻(如图2)。


无人机战场侦察模式

 

1、边防哨所无人机应用示意图        2 、无人机编队大面积搜索