捕食者控制系统(文字稿)

“捕食者”系列无人机的地面控制系统：

地面控制站安装在长10米的独立拖车内，内有遥控操作的飞行员、监视侦察操作手的座席和控制台，三个任务计划开发控制台、两个合成孔径雷达控制台，以及卫星通信、视距通信数据终端。

1.“捕食者”无人机的地面控制系统由两名操作人员控制:

·一名驾驶员(PPO-1),负责操纵无人机的飞行;

·一名传感器操作员(PPO-2),负责控制各种机载传感器和武器系统。

2.人机界面由四个液晶显示器组成：

·最上方的显示器显示无人机航路规划和数字地图叠加信息;

·中间的显示器则实时显示无人机头部的彩色摄像机拍摄到的画面,其作用相当于有人驾驶战斗机上的平视显示器(HUD)；

·最下方的两个显示器则显示各种传感器采集到的信息、图像、战术信息、飞机状态和飞行仪表等内容,相当于有人驾驶战斗机上的多功能下视显示器(MFD)。

3.在GCS系统的右侧安装有操纵杆,而在座舱左侧安装有油门杆,十分符合美军战斗机飞行的侧杆操纵习惯。

4.GCS系统可装在很多移动平台上,例如车辆、舰船甚至大型飞机上,以便操作人员在远离战场千里之外的任意地点对“捕食者”系列无人机进行遥控。

“捕食者”无人机和地面控制系统都装备L-3通信公司提供的C波段数据链系统终端和Ku 波段卫星数据链系统通信终端,这样即使在地球的另一端也可对“捕食者”系列无人机进行遥控。飞机本身还装备了UHF和VHF无线电台。（甚高频 VHF (Very High Frequency)

30-300MHz无线电波主要是作较短途的传送；特高频 UHF (Ultra High Frequency)

300-3000MHz无线电波；UHF和VHF是电视上的不同的两个波段）

“捕食者”无人机系统的地面遥控方式：

1.通过C波段数据链对无人机进行近程直线(LOS)遥控,其遥控范围可达280千米,主要适用于无人机的起飞和降落阶段的近距离通信；

2.以一架无人机作为通信中继机对战场前沿的另一架无人机进行远程遥控；

3.以一架无人机和一个地面控制系统分别作为通信中继机和中继站对战场前沿的无人机进行远程遥控；

4.通过Ku波段的卫星数据链中继对远在万里之外的无人机进行遥控，并传送任务控制信息以及侦察图像信息。图像信号传到地面站后，可以转送全球各地指挥部门，也可直接通过一个商业标准的全球广播系统发送给指挥用户。指挥人员从而可以实时控制“捕食者”进行摄影和视频图像侦察。

现有控制系统的局限性：

1.数字地面控制系统(GCS)的局限性：

目前使用的地面控制系统(GCS)的架构最早可追溯到“捕食者”无人机的早期概念论证阶段,这种老旧的GCS已经被证实不能适应“捕食者”无人机日益复杂的作战功能和不断升级的技术要求了。从2003年参加伊拉克战争迄今,美军投入实战的90余架“捕食者”系列无人机,超过一半已彻底损失。美军的统计表明,无人机的损失除了敌方的地对空火力、恶劣的自然环境和空中相撞事故等原因外，还有一个主要的原因就是“人为因素”,即由于地面操纵人员的失误而引发的坠毁事故。“捕食者”无人机的地面控制系统采用的是上个世纪90年代的技术,根本不符合人机工程学的设计理念，例如，要从一架‘捕食者’无人机上发

射一枚“地狱火”导弹,必须在下拉式菜单中点击鼠标以进行一系列不同的操作,这样的复杂操作多达17次，而在F-16战斗机的座舱中,只要用按一个按钮就可以；发射导弹和关闭发动机用的按钮设置得太近,很容易造成误操作。显然,现有简陋的地面控制系统已经不能满足“捕食者”无人机系统面临的日益复杂的任务要求了,美国空军急需研制新一代操作界面更为友好的无人机地面控制系统。

2.数字信息通信链路：

捕食者被设计专门使用商业Ku波段，与现在投入使用的空军新一代高性能宽带全球通信卫星（WGS）是不兼容，（WGS卫星在Ka和X频段工作）。这一设计师捕食者的使用成本大大增加：到2012年美国国防部将花费大约2500万美元Ku波段能力用于支援大约200架次的“捕食者”或“死神”无人机的巡逻任务。

对“捕食者”控制系统的改进和升级：

一．通用原子公司的“先进座舱”GCS升级计划：

通用原子公司正致力于利用美国空军提供的经费和公司自筹的资金开发“捕食者”和“死神”无人机的下一代地面控制系统(GCS)，并宣称能为美国空军的无人机作战系统提供循序渐进式的技术支持,并最终开发用于远程遥控无人机的“先进座舱”GCS,这种新的GCS将拥有全新的人机交互界面。通用原子航空系统公司还希望经过技术升级的GCS能在2010年实现对多种无人机的并行控制。

1.硬件技术升级：

第一阶段：在原有的GCS架构上改进显示器和核心处理器

该阶段工作已经完成,通用原子公司自筹资金对GCS的飞行员操作席和传感器操作席进行了升级,并从07年开始进行了多次飞行试验。

第二阶段：彻底改变GCS系统架构,并采用全新的人机交互界面

2.软件系统升级：

“先进座舱”GCS升级计划试飞中使用到的软件系统是由美国空军出资研发的,该软件系统的技术升级将经历5个阶段:版本1.0的软件已经在07年集成到捕食者无人机和GCS 上进行飞行试验,而版本5.0的软件预计到2010年中期完成。分阶段对GCS的人机交互界面软件进行升级并采用逐步趋于成熟的后端结构显著降低了技术风险。

二．雷声公司的通用式地面控制系统(CGCS)的竞争方案

CGCS采用开放式架构设计，初步设想是用于远程控制MQ-9“死神”无人机,将来还可用于控制其他型号的无人机。

雷声公司宣称其提供的“捕食者”无人机地面控制系统将能够提升无人机的作战效能、增强无人机的ISR能力并大幅降低地面操作人员的工作负担，显著减少人手、加快训练，同时降低以前由于人机接口或操作员的失误造成的坠毁概率。该系统也使得同等数量的操作员可以控制更多的无人机，这样也就可以在作战中增加更多的无人机系统。

三．数据通信系统的升级改进：

08年9月，美国空军宣布它将推动通用原子公司为“捕食者”和“死神”开发Ka波段天线，以实现该系列无人机与空军新一代高性能宽带全球通信卫星（WGS）的兼容。

第二颗WGS卫星已于09年7月入轨，并且在同年9月投入东南亚地区的服务。据美国军方报告称，装备与WGS兼容的Ka波段终端的无人机有望在2012年开始工作，而整个8颗卫星的WGS系统预计到2017年开始在轨运行。