在和行業(yè)內(nèi)人員溝通的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)聽到“航電”、“航電系統(tǒng)”這樣的字眼。筆者一直搞不清其嘴里的“航電”都包括什么，又不好意思細(xì)問，心里一直有這個(gè)結(jié)，誰(shuí)讓咱不是飛行器設(shè)計(jì)、慣導(dǎo)這些“科班”出身的呢，專業(yè)名詞還是有所欠缺??！后來，經(jīng)過搜索和研究，筆者可以說是搞懂這個(gè)問題了。 ? 所謂無人機(jī)的航電系統(tǒng)是無人機(jī)的核心的部件之一，通過該無人機(jī)的航電系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)無人機(jī)的控制、以及對(duì)周圍環(huán)境的監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)有的無人機(jī)的航電系統(tǒng)包括飛行控制電路板、無線通信電路板、以及各種傳感器等許多電子零部件。 ? 還不是很清晰，那么，再專業(yè)一點(diǎn)的定義就是：無人機(jī)航電系統(tǒng)（即航空電子系統(tǒng)），一般是指無人機(jī)所包括的通信、導(dǎo)航、探測(cè)偵察、飛行控制等在內(nèi)的機(jī)載軟硬件設(shè)備，能夠?yàn)闊o人機(jī)執(zhí)行導(dǎo)航引導(dǎo)、測(cè)控傳輸、飛行控制、情報(bào)偵察等多種任務(wù)提供必要的保障。 ? 這么看來，可以通俗地概括下：無人機(jī)的航電系統(tǒng)就是指其電子部分，電池、發(fā)動(dòng)機(jī)這些算動(dòng)力系統(tǒng)。筆者以前給別人介紹什么，會(huì)說自己做過飛控開發(fā)、做過云臺(tái)開發(fā)以及數(shù)傳什么的，現(xiàn)在可以簡(jiǎn)短地回答：“我做過無人機(jī)航電系統(tǒng)開發(fā)?！笔遣皇牵查g感覺格局和逼格就高了呢！ ?

從目前情況來看，無人機(jī)航電系統(tǒng)主要包括：

1、導(dǎo)航系統(tǒng)。為無人機(jī)提供實(shí)時(shí)的高精度位置、高度、航速、姿態(tài)、航向等導(dǎo)航數(shù)據(jù)，一方面滿足無人機(jī)安全飛行、準(zhǔn)確抵達(dá)任務(wù)區(qū)域等要求，另一方面也為無人機(jī)執(zhí)行對(duì)地跟蹤、觀測(cè)、成像等任務(wù)提供必要的姿態(tài)和其它運(yùn)動(dòng)輔助數(shù)據(jù)。

當(dāng)前無人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)的主流是采用GPS、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）、大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)等傳感器，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)不同形式的組合導(dǎo)航，從而實(shí)現(xiàn)更高精度的無人機(jī)導(dǎo)航定位。對(duì)于部分小型無人機(jī)和微型無人機(jī)，從低成本的角度考慮，一般采用GPS、磁航向傳感器、基于MEMS的慣性傳感器等實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位。

2、測(cè)控通信和數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。主要為無人機(jī)與地面站、中繼機(jī)和其它武器系統(tǒng)之間提供指令交互和信息傳輸?shù)臒o線通信鏈路。一般的數(shù)據(jù)鏈可以實(shí)時(shí)的將無人機(jī)的飛行狀態(tài)參數(shù)和載荷參數(shù)傳輸?shù)降孛嬲?，為地面任?wù)控制站對(duì)無人機(jī)進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃和實(shí)時(shí)指揮提供必要的依據(jù)，此外它可將地面任務(wù)控制站生成的無人機(jī)飛行和任務(wù)指令上傳到無人機(jī)，確保無人機(jī)接收地面的指揮。

3、偵察載荷。是指無人機(jī)未完成相關(guān)情報(bào)、監(jiān)視和偵察任務(wù)所攜帶的雷達(dá)、光電/紅外、信號(hào)偵察等類型的各類載荷。從目前情況來看，無人機(jī)攜帶的偵察載荷主要包括光電類、雷達(dá)類和信號(hào)情報(bào)偵察類三類載荷。其中，光電類載荷主要負(fù)責(zé)完成戰(zhàn)場(chǎng)低空近距離偵察、目標(biāo)監(jiān)視跟蹤、提供圖像情報(bào)并支持機(jī)載激光武器精確瞄準(zhǔn)和打擊，光電載荷一般以機(jī)載光電吊艙為安裝形式；雷達(dá)類載荷一般是指可由無人機(jī)攜帶的合成孔徑和動(dòng)目標(biāo)顯示（SAR和MTI）的機(jī)載雷達(dá)。雷達(dá)類載荷主要用于完成對(duì)地成像、重要部門探測(cè)跟蹤，從而掌握較大范圍內(nèi)的地面態(tài)勢(shì)、地理信息等情報(bào)，為相關(guān)決策提供必要支持；信號(hào)情報(bào)偵察載荷主要是指無人機(jī)所攜帶的可對(duì)地面雷達(dá)、通信等輻射源進(jìn)行偵收、信號(hào)收集和參數(shù)測(cè)量的機(jī)載設(shè)備，它一般可對(duì)地面的無線電輻射源進(jìn)行長(zhǎng)期偵聽，提取關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)輻射源進(jìn)行測(cè)向和定位，從而為信號(hào)情報(bào)（SIGINT）提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

4、地面任務(wù)控制系統(tǒng)。地面任務(wù)控制系統(tǒng)是無人機(jī)遂行各類作戰(zhàn)任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。地面任務(wù)控制系統(tǒng)的主要職能是完成對(duì)無人機(jī)飛行狀態(tài)、載荷狀態(tài)和工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理，保障無人機(jī)高效、安全、可靠遂行其所承擔(dān)作戰(zhàn)任務(wù)的系統(tǒng)?，F(xiàn)代無人機(jī)任務(wù)控制系統(tǒng)的重點(diǎn)是解決無人機(jī)遂行作戰(zhàn)任務(wù)過程中所面臨的信息綜合與決策優(yōu)化問題，主要是在復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)條件下，輔助無人機(jī)操作員和指揮員實(shí)現(xiàn)對(duì)無人機(jī)的狀態(tài)監(jiān)視、飛行操縱、任務(wù)規(guī)劃和機(jī)載任務(wù)設(shè)備遠(yuǎn)程控制，為無人機(jī)操作人員提供必要的態(tài)勢(shì)感知能力，確保無人機(jī)能夠在相關(guān)人員控制下安全、高效的完成相關(guān)任務(wù)。

以美國(guó)“全球鷹”無人機(jī)為例，該型無人機(jī)地面任務(wù)系統(tǒng)主要由發(fā)射回收單元、任務(wù)控制單元和地面通信設(shè)備組成。其中，發(fā)射回收單元通過UHF、L等頻段上的無人機(jī)通信鏈路，實(shí)時(shí)獲取無人機(jī)下行的飛行狀態(tài)參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，保持地面控制系統(tǒng)與無人機(jī)的通信聯(lián)絡(luò)；任務(wù)控制單元根據(jù)數(shù)據(jù)鏈路提供的相關(guān)信息，完成無人機(jī)實(shí)時(shí)任務(wù)規(guī)劃，合理安排飛行過程中的數(shù)據(jù)傳輸和載荷調(diào)度，根據(jù)實(shí)際任務(wù)需要制定合理的飛行路徑，對(duì)主要機(jī)載任務(wù)載荷進(jìn)行監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制；地面通信設(shè)備主要用于實(shí)現(xiàn)任務(wù)控制單元與地面其它部門之間的數(shù)據(jù)和語(yǔ)音通信。其中，任務(wù)控制單元內(nèi)部通常具有4個(gè)工作員操作席位，包括：無人機(jī)操作員工作席位，通信管理工作席位，任務(wù)規(guī)劃工作席位和傳感器數(shù)據(jù)處理工作席位。

? 還是舉例說明吧。北京航通天下科技有限公司的無人機(jī)航電產(chǎn)品針對(duì)無人機(jī)對(duì)低重量、尺寸和功耗(SWaP)的要求而研發(fā)，產(chǎn)品分為幾大類：無人機(jī)專用ADS-B、無人機(jī)C2數(shù)據(jù)鏈、無人機(jī)飛控、自主導(dǎo)航GPS信號(hào)源、無人機(jī)避障雷達(dá)等。 ?

無人機(jī)專用ADS-B 微型無人機(jī)專用ADS-B系列產(chǎn)品滿足當(dāng)前和未來對(duì)無人機(jī)的監(jiān)管和空中交通避撞需求，是無人機(jī)交通管理(UTM)和超視距飛行(BVLOS)的重要技術(shù)支撐。全系列產(chǎn)品都做到低功耗、小型化，功耗和重量不影響無人機(jī)的載荷和續(xù)航。設(shè)計(jì)滿足無人機(jī)航電適航要求，按照功能產(chǎn)品分為ADS-B應(yīng)答機(jī)、ADS-B接收機(jī)、無人機(jī)專用GPS，提供不同發(fā)射功率和功能的多種型號(hào)。? ?】?某型中大型固定翼無人機(jī)選用ADS-B設(shè)備。其提出的技術(shù)要求是應(yīng)答機(jī)是全功率(250W)發(fā)射的，必須支持A/C，S模式的ATC應(yīng)答和DF-17模式的ADS-B廣播，同時(shí)體積盡量要小、高穩(wěn)定性和一致性、易于集成和配置。

無人機(jī)C2數(shù)據(jù)鏈?=?SkyLine是一個(gè)基于云的指揮和控制網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合了機(jī)隊(duì)管理、鏈路健康監(jiān)控、檢測(cè)和避撞以及多個(gè)數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)間的無縫切換，集中管理不同類型和不同頻率的C2數(shù)據(jù)鏈基礎(chǔ)設(shè)施，為BVLOS飛行提供可靠的C2數(shù)據(jù)鏈支持。 SkyLine支持ADS-B“欺騙”檢測(cè)。通過驗(yàn)證單個(gè)飛機(jī)ADS-B信號(hào)確實(shí)來自飛機(jī)，而不是作為偽造或欺騙信號(hào)的手段進(jìn)行廣播，為飛行員和管制員提供了信心。SkyLine組成了一個(gè)先連后斷可自我修復(fù)的數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)包含LTE、ISM(902~928MHz)、C波段(5030~5091MHz) 三種數(shù)據(jù)鏈類型的多個(gè)數(shù)據(jù)鏈地面站，利用路徑分集（多種數(shù)據(jù)鏈）和鏈路分集（多個(gè)數(shù)據(jù)鏈頻率）的手段確保數(shù)據(jù)鏈連接永遠(yuǎn)不會(huì)丟失。

C波段是唯一一種專門用于無人機(jī)指揮控制的受航空頻率保護(hù)的數(shù)據(jù)鏈頻段，符合最新修訂的RTCA DO-362A標(biāo)準(zhǔn)以及即將修訂完成的FAA TSO-C213a適航標(biāo)準(zhǔn)。 SkyLine系統(tǒng)硬件包括機(jī)載數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)(ARS)和地面數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)(GRS)，符合RTCA DO-362A和FAA TSO-C213a定義的航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。專注于關(guān)鍵的安全信息傳輸，以實(shí)現(xiàn)可靠、確定性、低延遲和可認(rèn)證的數(shù)據(jù)鏈和BVLOS操作。

?無人機(jī)飛控 George是一款滿足適航標(biāo)準(zhǔn)的高性能飛控，基于開源飛控項(xiàng)目AutoPilot開發(fā)。George的硬件設(shè)計(jì)符合DO-160G, MIL-810H, DO-178C, DO-254 DAL C標(biāo)準(zhǔn)。George集成套件，集成了uAvionix的航空級(jí)GPS、ADS-B探測(cè)及避讓系統(tǒng)、C2數(shù)據(jù)鏈，使客戶能夠滿足超視距(BVLOS)飛行的安全認(rèn)證要求，適用于小型運(yùn)營(yíng)商以及要求認(rèn)證的商業(yè)客戶，為客戶簡(jiǎn)化集成，提升性能、完整性和可靠性，節(jié)省時(shí)間和費(fèi)用。

=?自主導(dǎo)航GPS信號(hào)源 truFYX可確保您的自動(dòng)駕駛儀和ADS-B系統(tǒng)使用高完整性導(dǎo)航數(shù)據(jù)，經(jīng)過TSO適航認(rèn)證，為UAS操作帶來航空級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和可靠性的GPS定位源。 =

無人機(jī)避撞雷達(dá)

無人機(jī)微型避障雷達(dá)可以探測(cè)任何地面障礙物，包括建筑物、山峰、信號(hào)塔和天線、 樹木、塔吊等，也可以探測(cè)飛行中的飛機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)空中避障和飛機(jī)避撞?？梢允篃o人機(jī)系統(tǒng)(UAS)探測(cè)飛行路徑上的潛在危險(xiǎn)。檢測(cè)到的物體可以立即傳遞給機(jī)載飛行控制器進(jìn)行自動(dòng)回避控制?；蛘?，當(dāng)存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，所有障礙物的相對(duì)位置可以通過無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈發(fā)送給地面飛行控制器。除了測(cè)量要避免的潛在障礙物的相對(duì)位置外，雷達(dá)還直接測(cè)量相對(duì)速度。這樣可以識(shí)別沒有碰撞危險(xiǎn)的遠(yuǎn)離物體，從而避免無人機(jī)啟動(dòng)避撞操作。全固態(tài)雷達(dá)不包含活動(dòng)部件，具有完全電子波束控制天線陣列。設(shè)計(jì)符合無人機(jī)對(duì)低重量、尺寸和功耗(SWaP)的要求。 =?是的，北京航通天下科技有限公司把無人機(jī)飛控、GPS、數(shù)據(jù)鏈、ADS-B、避障雷達(dá)都當(dāng)作航電產(chǎn)品。這是和我的理解相一致的，畢竟都是無人機(jī)上的電子設(shè)備嘛。 ? 搞清楚了無人機(jī)航電系統(tǒng)的組成，就可以分析其發(fā)展趨勢(shì)了： ? 在無人機(jī)導(dǎo)航方面，隨著無人機(jī)尺寸的增加、航時(shí)的不斷增長(zhǎng)和作戰(zhàn)半徑的增加，


現(xiàn)代無人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)越來越體現(xiàn)出高精度、高可靠性的特點(diǎn)，以美軍RQ-4A全球鷹無人機(jī)為例，其導(dǎo)航系統(tǒng)要求具備及其優(yōu)良的定位精度和姿態(tài)測(cè)量精度，從而滿足其所攜帶的復(fù)雜光學(xué)電子偵察設(shè)備的使用要求。目前全球鷹無人機(jī)的導(dǎo)航系統(tǒng)主要包括美國(guó)Kearfott公司研制的KN4072 INS／GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)和綜合任務(wù)管理計(jì)算機(jī)（IMMC）。其導(dǎo)航系統(tǒng)同時(shí)配置了兩套相同的硬件設(shè)備，以形成系統(tǒng)冗余。此外，導(dǎo)航系統(tǒng)還內(nèi)置了必要的導(dǎo)航信息融合算法和相關(guān)的故障檢測(cè)隔離算法，從而保障系統(tǒng)運(yùn)行的精確性和可靠性。IMMC的特點(diǎn)加強(qiáng)了導(dǎo)航系統(tǒng)的容錯(cuò)性與可靠性，保證了全球鷹能夠應(yīng)付多變的飛行環(huán)境和惡劣的任務(wù)環(huán)境考驗(yàn)。 ? 在無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈方面。為了提供高速率、高抗干擾能力等無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈，當(dāng)前國(guó)外圍繞不同類型無人機(jī)先后研制了多型無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈。如全球鷹無人機(jī)裝備了多種數(shù)據(jù)鏈鏈路，包括兩種視距數(shù)據(jù)鏈和兩種衛(wèi)通數(shù)據(jù)鏈等。目前最為常見的視距數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)敲儡姷膽?zhàn)術(shù)通用數(shù)據(jù)鏈（TCDL），它工作在Ku頻段，能夠支持最大200kb/s的上行數(shù)據(jù)速率和45Mb/s的下行數(shù)據(jù)速率。目前該數(shù)據(jù)鏈正逐步成為美軍和北約數(shù)據(jù)鏈的標(biāo)準(zhǔn)配置。目前，無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈正在向著低成本、高可靠性、小型化和能夠支持上下行加密的更加安全的方向發(fā)展。 ?


在無人機(jī)機(jī)載雷達(dá)方面，正在朝著多功能、小型化的方向發(fā)展。以全球鷹無人機(jī)配備的多平臺(tái)雷達(dá)技術(shù)嵌入計(jì)劃 ( MP-RTIP)雷達(dá)為例，該雷達(dá)是當(dāng)前最先進(jìn)的X波段有源相控陣?yán)走_(dá)之一。能夠執(zhí)行探測(cè)、跟蹤、靜止移動(dòng)目標(biāo)識(shí)別等多種任務(wù)。它能夠提供高分辨率的地形合成圖像，即采用合成孔徑模式對(duì)地進(jìn)行測(cè)繪，獲取的條帶是偵察照片的分辨率可達(dá)1米，聚束式合成照片的分辨率可達(dá)0.3米，能夠準(zhǔn)確識(shí)別包括飛機(jī)、導(dǎo)彈發(fā)射車等多種類型的地面目標(biāo)，為指揮員提供直觀的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知能力。此外，該雷達(dá)支持對(duì)空和對(duì)地兩種工作模式，能夠?qū)Φ涂诊w行段的巡航導(dǎo)彈目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)跟蹤。

在無人機(jī)光電/紅外載荷方面，小型化、模塊化和多傳感器集成的能力正在不斷提升。其中，無人機(jī)機(jī)載光電/紅外吊艙正加快使用包括制冷型紅外器件在內(nèi)的多種先進(jìn)光電傳感器，紅外探測(cè)器向著多波段、大面陣、高靈敏度發(fā)展，使得綜合探測(cè)性能不斷提升。此外，集成度不斷提升，以加拿大L3-Wescam公司生產(chǎn)的MX系列光電吊艙為例，該吊艙最大可裝載十余種傳感器，除了可見光電視、中波制冷紅外、激光測(cè)距機(jī)以外，還能裝載低照度攝像機(jī)、短波紅外熱像儀等作為選配方案，運(yùn)用圖像融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)寬譜段、多波段目標(biāo)探測(cè)。同時(shí)，由于集成了IMU/GPS，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位功能。裝載激光照明、激光指示、激光標(biāo)識(shí)和光斑跟蹤器，使無人機(jī)系統(tǒng)具備多平臺(tái)協(xié)同作戰(zhàn)能力。

在無人機(jī)地面任務(wù)控制系統(tǒng)方面：一是具有更加全面的互操作能力。隨著無人機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用的不斷深入，地面任務(wù)控制系統(tǒng)將具有越來越好的兼容互操作能力。這類系統(tǒng)一般采用開放式體系架構(gòu)，能夠兼容、接入多種不同類型的數(shù)據(jù)接口和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，能夠支持多種機(jī)型的實(shí)時(shí)監(jiān)控、多類載荷的實(shí)時(shí)管理和多種數(shù)據(jù)鏈路的接收處理，實(shí)現(xiàn)少數(shù)地面站點(diǎn)即可對(duì)多架、多型無人機(jī)進(jìn)行有效的任務(wù)管理，從根本上提高無人機(jī)系統(tǒng)的使用效費(fèi)比。


二是具有更加智能的人機(jī)交互能力。為操縱人員提供更加全面、清晰、直觀和友好的人機(jī)操作接口，從而進(jìn)一步改善人員操作體驗(yàn)，降低操作人員工作負(fù)擔(dān)，確保飛行安全和任務(wù)效率。以雷神公司的UCS系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)采用沉浸顯示技術(shù)，為控制人員營(yíng)造一個(gè)高逼真度的駕駛艙環(huán)境，并充分繼承主流飛機(jī)座艙內(nèi)的飛行儀表和參數(shù)顯示界面風(fēng)格，使操作員輕松獲得良好的情景意識(shí)能力，在較低工作負(fù)擔(dān)下同時(shí)操控多達(dá)八個(gè)異構(gòu)的空中無人平臺(tái)。

三是具有更加強(qiáng)大的任務(wù)規(guī)劃能力。隨著無人機(jī)態(tài)勢(shì)感知能力的不斷增強(qiáng)，未來的地面任務(wù)控制系統(tǒng)將能夠更加高效便捷的承擔(dān)任務(wù)規(guī)劃任務(wù)，提供更強(qiáng)清晰、準(zhǔn)確的全局人機(jī)接口，能夠?qū)崿F(xiàn)地形、航路、起降機(jī)場(chǎng)、跑道、障礙物、載荷狀態(tài)、飛行參數(shù)等要素的一體化呈現(xiàn)，從而為指揮人員帶來更加全面的視覺體驗(yàn)和三維態(tài)勢(shì)感知。同時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)采用開放式軟件架構(gòu)，基于構(gòu)件化的方式提供涉及航路、載荷、任務(wù)、性能、戰(zhàn)術(shù)等多種類型的任務(wù)優(yōu)化計(jì)算服務(wù)，從而更好的提供包括航路規(guī)劃、載荷配置、性能計(jì)算、鏈路管理、模擬訓(xùn)練等在內(nèi)的實(shí)時(shí)任務(wù)管理能力，具備快速任務(wù)規(guī)劃和決策能力。