无人机侦察监视有效载荷技术展望

于周洋

31681部队

摘要：近年来，无人机系统在军事和民用领域得到了广泛的应用。无人机具有成本低、机动灵活、不受地形限制等优点，成为军事和民用领域的重要发展方向。无人机系统作为一种集侦察监视、目标识别、通信中继与指挥控制等多功能于一体的军用有人驾驶平台，可作为有效载荷搭载其他侦查监视设备，执行各种侦察监视任务。本研究可为无人机侦察监视有效载荷的关键技术发展提供参考，为其在军事和民用领域的广泛应用提供技术支撑。

关键词：无人机；勘察监视；有效载荷技术；展望

一、无人机侦察监视有效载荷概述

无人机是一种通过无线电遥控或自主方式进行控制的无人驾驶飞机，具有飞行高度低、速度快、机动灵活、续航时间长等特点。它可执行空中侦察、情报收集和监视任务，还可对地面目标进行截击，甚至可以对敌对国家的核武器等大规模杀伤性武器实施攻击。无人机还可携带传感器和武器，执行精确打击任务，具有独特的作战能力。无人机侦察监视有效载荷是无人机的主要作战手段，是实现无人机作战效能的重要保证。无人机是可以远程操作的自主飞行器，无需机载飞行员或机组人员。无人机的“有效载荷”是指无人机（UAV）可以携带的最大承重能力。目前，各国在无人机侦察监视有效载荷领域均开展了大量的研究工作。根据美国CMI团队目前进行的市场研究，从2023年到2032年，全球无人机有效载荷市场的年复合增长率预计为18%。2022年，市场规模为79亿美元，到2032年，这一数值预计将达到339亿美元。

二、无人机侦察监视有效载荷技术现状

（一）光学成像技术

光学成像技术是无人机侦察监视有效载荷最常用的技术手段。由于无人机飞行高度低，要对远距离目标进行侦察监视，光学成像技术是首选。光学传感器的灵敏度和分辨率是决定其成像效果的关键，通过不同的传感器组合，可实现对目标的可见光至红外的全光谱覆盖。可见光成像传感器包括紫外相机、可见光分机和红外热像仪等，紫外相机可用于对天空背景进行检测和分类，而红外热像仪则可用于检测目标表面温度变化。由于可见光传感器对目标环境信息的获取能力较弱，因此，采用紫外、红外和激光等不同传感器组合成的多光谱光学系统可实现对目标的全方位、多角度、高分辨率探测。在无人机上搭载多光谱光学成像系统是目前主流设计方案。由于多光谱相机的分辨率和灵敏度均优于可见光相机，因此在无人机上使用多光谱传感器可大幅提高目标探测能力，弥补无人机上光电载荷单一波长探测能力不足的缺点。

（二）雷达探测技术

无人机可以采用地面雷达、机载雷达、光电监视等多种探测手段对目标进行探测，其中无人机机载雷达是应用最广泛的一种，目前无人机机载雷达主要有地对空、空对空、机载合成孔径雷达和舰载合成孔径雷达等，其优点是能在较低的发射功率下获得高的信噪比和较高的分辨率，并能够全天候工作。近年来，随着无人机技术的发展，机载雷达的探测性能也在不断提高。针对超低空目标探测问题，国内外研究者提出了许多解决方法，例如采用先进的合成孔径雷达技术或将雷达与合成孔径成像技术结合等。对于隐身目标，主要采用隐身技术和低可检测性技术两种手段对目标进行检测。

（三）电子侦察技术

电子侦察是指通过分析、识别、定位、跟踪和侦听电子设备信号，获取和收集有关敌方电子信息的技术。电子侦察载荷一般可分为三类：电子侦察卫星、空中平台和地面平台。其中，无人机在电子战领域的应用可以看作是一种新的应用形式，也是未来电子战领域的重要发展方向之一。目前，无人机在电子战领域的应用主要体现在：反辐射导弹、截击雷达、干扰设备、通信设备等方面。电子侦察技术主要包括：干扰技术（如压制性干扰）、欺骗技术（如欺骗式干扰）和反辐射攻击技术（如反辐射导弹攻击）等。目前，无人机在电子侦察领域主要针对雷达进行干扰，通常采用电磁频谱感知方法获取电磁信号，从而发现和定位目标。此外，无人机还可以利用光电设备对目标进行侦察，获取目标的外形信息和图像信息。由于光电侦察设备可以很方便地与电子侦察设备相连，因此可实现多频段侦察。

（四）通信中继技术

中继通信技术是指通过地面或者卫星来实现对无人机的控制、信息的传输和接收等功能。由于无人机的尺寸和重量有限，不可能携带很多设备，因此对中继通信的需求尤为重要。通信中继技术可分为三种：中继链路、中继站和中继卫星。中继卫星是在地面或太空中使用的中继通信系统，具有保密性好、抗电磁干扰能力强等特点，可实现与地面站的远距离信息传输。

三、无人机侦察监视有效载荷技术未来展望

（一）载荷技术集成化与多样化

近年来，无人机技术的快速发展对无人机载荷技术提出了更高的要求。随着各类新型侦察监视装备的研制与应用，以及新型侦察监视载荷技术的不断成熟，无人机载荷技术正面临着新的挑战和机遇。未来，无人机载荷将向着功能集成化、平台多样化方向发展。一是功能集成化。当前，无人机在执行侦察监视任务时，通常需要同时携带各种探测设备、传感器和通信设备等多种有效载荷，任务类型十分复杂。未来，将无人机载荷的任务功能集成化将成为一个重要方向。通过对传感器、通信设备等有效载荷功能进行集成，能够简化任务流程，提高效率与可靠性，降低成本与风险。二是平台多样化。当前，无人机在执行侦察监视任务时主要采用长航时无人机平台。未来，随着技术的进步，可以采用无人直升机、固定翼飞机等多种平台执行侦察监视任务。通过对不同平台有效载荷技术进行集成与多样化，可以进一步提高无人机的综合作战能力。

（二）智能化与自主化水平提升

随着人工智能、物联网、大数据等新兴技术的快速发展，无人机侦察监视有效载荷在智能化、自主化方面取得了长足进步。智能化方面，通过引入人工智能技术，可以在不增加额外传感器数量的基础上，大幅提高感知数据的处理能力和算法推理效率。自主化方面，可以实现自主飞行、自主任务规划、自主飞控、自主导航和自主任务切换等功能，具备复杂环境下的自主飞行和智能避障能力。未来，无人机侦察监视有效载荷将重点在以下三个方面实现突破：一是加强机载传感器融合技术研究，实现对目标的多模态感知；二是加快机载数据链建设，提升数据传输速率与可靠性；三是加强无人化无人机系统研究，实现“人机混合编组”。当前，无人化无人机系统已经成为各国军事科技竞争的重要领域。在未来作战中，随着人工智能、大数据、云计算等新技术的应用，无人机系统将逐步具备感知、理解、分析与决策能力，从而显著提升战场态势感知能力和作战效能。

结语

综上所述，无人机侦察监视有效载荷技术是无人机技术体系的重要组成部分，其发展水平决定着无人机系统的整体性能，并将对未来无人机系统的设计、研制、试验和应用等产生重要影响。当前，各国在无人机侦察监视有效载荷领域的研究主要集中在高性能机载载荷、超视距侦察监视有效载荷和多功能信息处理等方面，并取得了一定进展。未来随着先进技术不断发展，无人机侦察监视有效载荷领域将取得更加丰硕的成果。

参考文献

[1]金钰,谷全祥.2023年国外军用无人机装备技术发展综述[J/OL].战术导弹技术,1-14[2024-03-12].https://doi.org/10.16358/j.issn.1009-1300.20240501.

[2]谭炳文,莫江滔,周娟.浅谈无人机在消防灭火救援工作中的应用趋势[J].水上安全,2023,(09):115-117.

[3]高显忠,王玉杰,邓小龙等.反无人机蜂群体系组织方法[J].国防科技,2023,44(03):9-16.

[4]詹阳烈,何靖,蒲史鸣.无人机在核电厂智能运维中的应用探讨[J].中国核电,2023,16(03):333-338.