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为什么说GPS接收机是无人机的命门(mén)?

 

无人机(jī)看(kàn)起(qǐ)来是这样诱人——如(rú)果某项任务对(duì)于人(rén)来说(shuō)过(guò)于(yú)困(kùn)难(nán)或危险(xiǎn),就(jiù)可以不用人去完成。

今天,凡是愿意的(de)人都可(kě)以发展无人机。已经研(yán)制成功(gōng)和(hé)正在设计的无人机型号数量繁多,所有的设计者都(dōu)希望(wàng)自(zì)己(jǐ)的无(wú)人机尽快飞上蓝天,但他们(men)都忽视了这样的一个问题:谁、为(wéi)什么需要无人机(jī)?

无人机的研制(zhì)者们向各(gè)个领域推荐无人机:和平时(shí)期可以(yǐ)在冻(dòng)原地(dì)带监控管道,搜索森林火灾发生地(dì),搜寻鱼群(qún)等,战时则可以(yǐ)执行侦察、低空轰炸、向地势险峻的目标(如山洞)发射空地导(dǎo)弹等任务。但谁也不(bú)会想(xiǎng)到,这(zhè)些任务在战时可能会由于以下(xià)原因而无法完成。

仅凭基于(yú)陀螺仪的(de)惯(guàn)性导航系统,无人机(jī)无法获得足够精确的(de)自身坐(zuò)标数据(jù)。因(yīn)此(cǐ),各国无(wú)人机的飞行控制均采(cǎi)用GPS卫星(xīng)导航系统与(yǔ)惯(guàn)性导航系统(tǒng)相结合的方式。

无(wú)人(rén)机(jī)在对静(jìng)止坦克(kè)进行照相侦察(chá)时,必须获得目(mù)标的地理坐标(biāo),而这只有借助于GPS系统(未来还可以借助于“格洛纳斯”或(huò)“伽利略”卫(wèi)星导航系统)才能实现。

无人机在照相时(shí)还需要知道自己的精确位置,因此无人机上(shàng)安装了GPS信号接(jiē)收机。GPS信号接收机既(jì)可以持(chí)续测量无人机的当前坐标,也可(kě)以(yǐ)定时开机工作(zuò),对惯性导航系统进行修正。

无人机获得情报后要(yào)返回基地仍需知(zhī)道自己的地理坐标。无人机精确轰炸和发(fā)射空地导弹也需(xū)要准确地确(què)定自身当前相对于(yú)目标的位(wèi)置,而惯性导航系统不能提(tí)供所需精度的定(dìng)位数据。

而(ér)现在的问题是:如果无人(rén)机机载GPS信号接收(shōu)机(jī)或其他类似的装置因受到敌人的电(diàn)子干扰而失灵将会发生什么事情?答案只有一个:GPS信号接收机(jī)将丧失定位功能,进而无人侦察机或无人攻击机也将成(chéng)为(wéi)一堆废铁。

早在1997年举行的(de)莫斯科航展上,俄(é)罗斯一家公司就展示了第一种GPS及(jí)“格洛(luò)纳斯(sī)”卫星导航(háng)信号(hào)电(diàn)子干扰发(fā)射装置,它能(néng)破坏卫星导航信(xìn)号接收机的工作(zuò),从而使其丧失定位(wèi)功能。

这种(zhǒng)干扰发射装置(zhì)一经问世便在(zài)西方引起(qǐ)轰动。美国人首先(xiān)意(yì)识到(dào),这种新(xīn)产品对其技(jì)术(shù)兵器构(gòu)成了严重(chóng)威胁。五(wǔ)角大(dà)楼购买了几十个(gè)这种干扰(rǎo)装置,并用它对(duì)其基(jī)于GPS系统发(fā)挥功能(néng)的技术兵器进行了试验。

试验结果,美(měi)国及(jí)北(běi)约其他国家的精(jīng)确制导武器(巡航导弹、JDAM精确制导炸弹等)在受到干(gàn)扰的情况下(xià)打击精度显(xiǎn)著(zhe)降低。

因(yīn)此,从(cóng)中可以(yǐ)得出一个重要结论:一国借(jiè)助于(yú)这(zhè)种干扰(rǎo)装(zhuāng)置在其全境上空建(jiàn)立一(yī)个(gè)绵密的电磁干扰(rǎo)场,即可有效对抗敌人的精确制导武器。在这种情况下,精确(què)制导(dǎo)武器将无法借助(zhù)于GPS系统修正其飞行(háng)轨迹,而最终(zhōng)将(jiāng)偏离预定打击目标。

继美国之后,其他一些国家也购(gòu)买了这(zhè)种干扰装置。这种(zhǒng)装置在2003年春季的伊拉(lā)克战争(zhēng)中经受了(le)战争的检验。战(zhàn)争初期,美国(guó)人的精确制导武(wǔ)器频频(pín)打偏(piān),伊(yī)拉克一(yī)些重要的(de)目标(biāo)未能被摧毁。

开战后的(de)第(dì)五天,美国指(zhǐ)责俄罗斯(sī)向伊拉克提(tí)供了GPS干扰机。在随(suí)后的五天时间里,美军对设置干扰机的区(qū)域进行了(le)地(dì)毯式轰炸,在清除了所有的干扰装(zhuāng)置之后(hòu),战争才按(àn)既定计划继续进行。

这一(yī)事实向全世界表明,借助于价格(gé)低(dī)廉的器材(cái)就(jiù)能使利(lì)用(yòng)卫(wèi)星导航系统的(de)各(gè)种技(jì)术兵器的效能(néng)化为乌有。

目前已有几个国家的军队装备了(le)类似的干扰装置(但不是(shì)俄罗斯产品(pǐn)),生产这种(zhǒng)干扰装置(zhì)的公司(sī)也越来越多,其扩散速(sù)度之快堪比卡拉(lā)什尼科夫自动步(bù)枪。可以预计,在不(bú)久的将来,GPS干扰装置将(jiāng)象AK步枪(qiāng)一样成为游击(jī)队(duì)员和恐怖分子手(shǒu)中的常见装备。

GPS信号干扰装置的扩散令美国人(rén)十分愤怒,因为其基(jī)于精确制(zhì)导武器的非核战略学说在干扰装置(zhì)面(miàn)前轰然倒(dǎo)塌,而美国(guó)为(wéi)发(fā)展精确制导武器已(yǐ)经耗资数千亿美元(yuán)。

因此对付低空小型无人机的唯(wéi)一方(fāng)法仍(réng)是使用干扰装置。建立GPS信号电(diàn)子干扰场除了使精(jīng)确制导武器失灵、破坏(huài)军队指(zhǐ)挥外,还会产生一个(gè)副效(xiào)应——让无人机(jī)失(shī)灵。没有精(jīng)确(què)的地形连测,借助于照(zhào)相机和摄(shè)像机(jī)获得的情报将没有任何价(jià)值。

此外,无(wú)人机没有自身的坐(zuò)标,很(hěn)可(kě)能无法返回基地并坠毁。大量试验表明,如果无人机将要侦(zhēn)察的地域是(shì)丛林(lín)地形(xíng),将不可能发现树林中的目标。即使在(zài)冬季树叶落光的(de)情况下,象驼鹿这样的大(dà)型动物如果不动的话,从缓慢(màn)飞行的直升机上(shàng)都难以发(fā)现它(tā)。西方国家(jiā)所做的(de)无人机广告都以伊(yī)拉克(kè)和阿富(fù)汗那样(yàng)的无(wú)林(lín)地形为背(bèi)景,这绝(jué)非偶然。

“七种武器”瘫(tān)痪航(háng)母

那么GPS信(xìn)号干扰机(jī)是无人(rén)机的最后终结者吗?回答是否(fǒu)定的,无人机完全可以(yǐ)扬长避短,在一些作战行动中大显身手。

无人(rén)机特别适于作为电子战设(shè)备的载机,用来对付各(gè)种无线电技术兵器。无人干扰机可以潜入敌方(fāng)境内,接(jiē)近干扰目标(biāo)(如反导雷达、防空雷(léi)达)。当无人干扰机在雷达附近来回飞(fēi)行时,后者就无法正常发(fā)挥功(gōng)能和为(wéi)反(fǎn)导系(xì)统提供(gòng)所需空情。雷达屏幕上将出(chū)现几(jǐ)百个假目标,并且(qiě)与真(zhēn)目标毫无区别(bié)。当一架无人干扰(rǎo)机需要返航时,另外一(yī)架将前(qián)去替(tì)换它(tā)。

无(wú)人机还可以在(zài)另外一项重(chóng)要(yào)任(rèn)务(wù)中发挥决定性作用,即瘫痪(huàn)航母的行动。航母在其作战行动过程中有一个薄(báo)弱环节,即(jí)剩油量不多的返航飞机。如果让(ràng)正在返回(huí)航母的舰载机变(biàn)成“聋(lóng)子”、“瞎子”,那么它们将不能及时(shí)降(jiàng)落在航母甲板上,最后会因燃油用尽而坠毁(huǐ)。

而只需几架无人机携带七种(zhǒng)电子干扰装置在航母(mǔ)所在(zài)海区巡(xún)逻,就可(kě)以完成这一任务。携带这七种(zhǒng)电(diàn)子(zǐ)干扰装置的无人(rén)机可对(duì)除惯性(xìng)导航系统之外的舰载机全部机载定向系(xì)统(tǒng)进行压制。

由(yóu)于在执行作战任务过(guò)程中积累了较大误差,惯(guàn)性导航(háng)系统无法确(què)保舰载机降落在航母上,特别是在飞行行动(dòng)区(qū)建立了(le)绵密的GPS信(xìn)号干(gàn)扰场的情况下(xià)。

用无人机瘫痪航母(mǔ)行(háng)动的设想是俄罗斯一家公司在2007年巴(bā)黎航展上首先提出来(lái)的(de),并展(zhǎn)出(chū)了实现这一设想的设备。这(zhè)令参加展会的美国代表和美国驻(zhù)法使(shǐ)馆工作人(rén)员十(shí)分震惊,因为这一设想(xiǎng)如果实现,航母战斗(dòu)群——美国军事实力的“第二(èr)条(tiáo)腿”将被斩断(duàn)。而(ér)“第一条腿”——精(jīng)确制导武器,在前面已经被GPS信号干扰机斩断了。而上述(shù)战术(shù)任(rèn)务还远不是电子战无(wú)人机可发挥决定性作用的唯一任(rèn)务(wù)。

那(nà)么,没安装(zhuāng)GPS系统的无人机将如何定(dìng)向并返回自己的基地(dì)呢?在这(zhè)种(zhǒng)情况(kuàng)下,机载惯性导航系统的导航精(jīng)度完全可(kě)以确保无人机飞抵距离目标不(bú)远(yuǎn)的空域,而且(qiě)在施放(fàng)干扰的(de)巡逻过(guò)程(chéng)中不需要很高的导航精度。

完成任务后(hòu),即使(shǐ)惯性导航系(xì)统积累了一定的误差(chà),无人机仍能(néng)进入方圆几十公里的另一个空域,而在这个(gè)空域中将有另(lìng)外一种安装(zhuāng)在(zài)着陆(lù)地区的局部导航系统引导无人(rén)机着陆(lù)。

俄罗(luó)斯早在上世(shì)纪80年代就(jiù)已经研制成功这种混合引导着陆系统,但(dàn)由于缺乏资金而冻结,今(jīn)天利用最新技术对其稍(shāo)加改造(zào)就可以用(yòng)于无人干(gàn)扰(rǎo)机。 译自:俄罗斯(sī)《独(dú)立军事(shì)评论》

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