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3G网络与无人机— 变态传奇3G私服


  2013年1月初,美国国家广播公司NBC传出了一条消息。经巴基斯坦官方证实,在1月3日夜间的一次行动中,美国无人机炸死了巴基斯坦塔利班分子的头目穆拉·纳兹尔。同时被炸死的还有他的副手拉塔·汗。当时两人躲在接近阿富汗边境巴方一侧的安格阿达,这个地方属于南瓦济里斯坦,是巴基斯坦政府鞭长莫及的部落地区。纳兹尔的主要袭击目标是阿富汗境内的美军和北约部队。

  由此回溯到2001年11月14日,美军3架F-15战斗机联手一架MQ-1“捕食者”无人机,将本·拉登的得力助手阿提夫炸死在阿富汗喀布尔郊外。这是无人机首次在反恐战争中取得战果。

  如今,12年已经过去了。无人机执行作战任务已经成为一种常态。从给有人作战飞机打下手,到成为空袭作战中的主角,一场革命已经悄然发生。这种革命,不光是技术上的,更多是观念上的。它已经改变了战争的游戏规则。

无网则负,慢则必输

  先说一个似乎与无人机无关的话题。著名手机制造商诺基亚、摩托罗拉、爱立信为什么让苹果、三星打得一败涂地?你可以从各个角度回答这个问题。但最关键的原因是,对于2G网络时代形成的市场优势,他们恋恋不舍,乃至在3G网络时代来临的时候,他们无可挽回地Out了。现在掏出你的3G手机,你不仅可以随时刷新微博,上传视频或照片,还可以通过位置功能轻松找到附近的餐馆、商场、地铁站,甚至美女或帅哥。这背后实际上是卫星网络通讯技术的迅猛发展。事实上早在2009年,阿富汗和伊拉克战场上的美军已经应用iPhone手机应用程序帮助狙击手测算弹道,而且已经尝试用iPhone从无人机上下载情报,或将拍到的情报上传。神秘的“网络中心战”对基层士兵并不复杂,仅仅是在手机屏幕上划拉几下、按几个按钮而已。

  针对无人机作战而言,像“捕食者”这样的中高空、长航时无人机离不开GPS卫星通讯网络和高效率的数据链。2008年,英国《每日电讯》曾报道,两名英国皇家空军的操作员在美国拉斯维加斯郊外通过人造卫星引导MQ-9无人机,搜索阿富汗战场上的塔利班目标。无人机把战场实时更新的高清晰度照片、视频和雷达数据通过数据链上传到卫星,这些资料很快又通过数据链清晰地出现在操作员面前的电脑屏幕上。操作员们经过判读,确认目标,选好适配的武器,向无人机发出命令。仅仅几分钟后,一枚GPS制导炸弹就从MQ-9上悄然投下,目标顷刻间被摧毁。阿富汗战场距离操作员们所在的拉斯维加斯,直线距离将近11300千米。在机械化战争时代,这种作战形式,即使作战参谋们把脑袋天天扎在地图堆里都想不出来。一群智商超过140的人可能要花上一两个星期,打无数个加密电话,才能弄清敌人在哪,派谁过去,怎么过去,带什么“家伙事儿”,完成任务人怎么回来,完不成任务怎么办,前提还得是敌人活动相当有规律,不能出远门。而在3G网络时代,这只不过是弹指一挥间。

  卫星、地面控制站、无人机,甚至每一个士兵都是网络作战中的节点,数据链把它们联系起来。3G时代的民用无线网络,也就是手机上用的,每秒至少能传输2M(室内)、384K(室外)、144K(行车中)字节。而军用网络数据传输,速度只能更快,而且要充分考虑到保密、防干扰等重要因素。

  当你点开优酷网,在线看视频,或者从迅雷上下载电影,就产生了数据流量。当看到视频半天才出来,或者迅雷的蓝条好几分钟才前进几毫米的时候,你心里可能会痛骂电信或网通的宽带像坨屎。而无人机上边可能装有合成孔径雷达、机载测试雷达、动态目标指示雷达、光电传感器等,获得的绝大部分情报是图像和视频,这还不包括己方士兵可能上传的。处理这些情报的速度必须很快,宽带要真的够宽。“因为用户多,堵车了,所以宽带就成窄带了”,这种托辞,作为数据服务商,您最好跟美国中央军委去解释。2005年,美国国家地理情报局规定的高清图像标准是1280×720像素,这几年可能已经达到1920×1080像素,这要求数据链宽带传输速率达到每秒3G字节,这个速度,看个高清真人版战争大片,应该是哗哗地了。这也正是美国正在研究的“超宽带”(UWB)数据链想做的,带宽将是G赫量级的,抗干扰能力比常规扩频高出近20分贝。

为了精准快,硬件要减肥

  除了无人机本身,不得不说说机载武器。科索沃战争结束后,美军发现,扔下去很多GPS/惯性制导炸弹,但实际炸到的目标多是一些“没长腿”的大楼、电站或者大桥,而塞尔维亚军方的自行高炮、导弹发射车等等损失并不大。因为这些目标“长了腿”,自己能走。对于比较“笨”的JDAM灵巧炸弹或者“战斧”巡航导弹,丢了设定目标的具体坐标,就等于“看走眼”。所以在2003年伊拉克战争以后,美国重点发展了能打移动目标的武器,确切而言,让武器达到超声速,不等敌人跑就把他干掉,比如曾经被热炒的X-51空射巡航导弹,美国人计划把其飞行马赫数提升到5.0。这意味着,导弹从阿拉伯海飞到阿富汗东部可能仅需要20分钟,不用装弹头,借助于自身的动能就能把目标砸得稀巴烂。但这是一个费力不讨好的方案,用这么高级的武器攻击一群山沟里骑毛驴的塔利班,显然不值。
 
  美国人想到的另一个方案还是动用数据链,把它装到JDAM或者“战斧”上,甚至装到“神剑”一类的炮弹上。但还是有问题,尽管无人机可以获得自动更新的目标坐标,但是只能做到打击跑得比较慢的目标,打起全速行驶的汽车、装甲车、骡马车,还是费劲。

  怎么办?有办法。美国人把合成孔径雷达装上了飞机,这种雷达可以不受恶劣天气的影响,穿云破雾,对目标进行全天候24小时的实时跟踪,并预测目标的运动轨迹。MQ-9装上合成孔径雷达后,据说能在12000米高空提供分辨率为0.1米的实时图像,配合雷神公司的AN/AAS-52多频谱目标指示系统(有红外、彩照和激光测距功能),打击移动目标的能力大为提高,用一枚有GPS制导功能的GBU-38灵巧炸弹,完全可以胜任任务。

  对无人机本身其他的硬件设备而言,网络中心战的要求也特别明确,它们不能太沉,也不能太大。在一架MQ-9“收割者”无人机的光电传感器上,连接有12组摄像镜头,可同时拍摄半径4000米地区内的静态照片或者动态图像。你可以到商场里看看带长焦的佳能相机有多大,再把12台同样尺寸的“大炮”按照不同方向摆到地面上,猜猜需要用多大的纸箱才能装起来,而且要保证看到四面八方。要知道,“收割者”要把12台拍摄距离、拍摄清晰度都远非民用相机可比的超级相机都整合在直径只有1米多一点的机头内部,而露在外边的“光电头”相当于相机镜头,其直径仅约相当于机头的三分之一。

  未来,用于无人机的合成孔径雷达本身的重量也会越来越轻。仅用2004年的数据,EADS公司当时研制的防务和通信系统微型合成孔径雷达重量不超过4000克,图像分辨率约0.5米。成像微型传感器公司的高分辨率、超轻型小型合成孔径雷达重5.4千克,当时的分辨率约1米。如今,快10年过去了,想想吧,人家不会停下来。

  具体到数据链,无人机数据链由编解码、加密、调制解调、上下变频等功能


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