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為什麼說GPS接收機是無人機的命門

發布時間:2018-04-17 14:57:45     浏覽次數:712

  無人機看起來是這樣誘人——如果某項任務對于人來說過于困難或危險,就可以不用人去完成。

  今天,凡是願意的人都可以發展無人機。已經研制成功和正在設計的無人機型号數量繁多,所有的設計者都希望自己的無人機盡快飛上藍天,但他們都忽視了這樣的一個問題:誰、為什麼需要無人機?


  無人機的研制者們向各個領域推薦無人機:和平時期可以在凍原地帶監控管道,搜索森林火災發生地,搜尋魚群等,戰時則可以執行偵察、低空轟炸、向地勢險峻的目标(如山洞)發射空地導彈等任務。但誰也不會想到,這些任務在戰時可能會由于以下原因而無法完成。

  僅憑基于陀螺儀的慣性導航系統,無人機無法獲得足夠精确的自身坐标數據。因此,各國無人機的飛行控制均采用GPS衛星導航系統與慣性導航系統相結合的方式。

  無人機在對靜止坦克進行照相偵察時,必須獲得目标的地理坐标,而這隻有借助于GPS系統(未來還可以借助于“格洛納斯”或“伽利略”衛星導航系統)才能實現。

  無人機在照相時還需要知道自己的精确位置,因此無人機上安裝了GPS信号接收機。GPS信号接收機既可以持續測量無人機的當前坐标,也可以定時開機工作,對慣性導航系統進行修正。


  無人機獲得情報後要返回基地仍需知道自己的地理坐标。無人機精确轟炸和發射空地導彈也需要準确地确定自身當前相對于目标的位置,而慣性導航系統不能提供所需精度的定位數據。

  而現在的問題是:如果無人機機載GPS信号接收機或其他類似的裝置因受到敵人的電子幹擾而失靈将會發生什麼事情?答案隻有一個:GPS信号接收機将喪失定位功能,進而無人偵察機或無人攻擊機也将成為一堆廢鐵。

  早在1997年舉行的莫斯科航展上,俄羅斯一家公司就展示了第一種GPS及“格洛納斯”衛星導航信号電子幹擾發射裝置,它能破壞衛星導航信号接收機的工作,從而使其喪失定位功能。

  這種幹擾發射裝置一經問世便在西方引起轟動。美國人首先意識到,這種新産品對其技術兵器構成了嚴重威脅。五角大樓購買了幾十個這種幹擾裝置,并用它對其基于GPS系統發揮功能的技術兵器進行了試驗。

  試驗結果,美國及北約其他國家的精确制導武器(巡航導彈、JDAM精确制導炸彈等)在受到幹擾的情況下打擊精度顯著降低。


  因此,從中可以得出一個重要結論:一國借助于這種幹擾裝置在其全境上空建立一個綿密的電磁幹擾場,即可有效對抗敵人的精确制導武器。在這種情況下,精确制導武器将無法借助于GPS系統修正其飛行軌迹,而最終将偏離預定打擊目标。

  繼美國之後,其他一些國家也購買了這種幹擾裝置。這種裝置在2003年春季的伊拉克戰争中經受了戰争的檢驗。戰争初期,美國人的精确制導武器頻頻打偏,伊拉克一些重要的目标未能被摧毀。開戰後的第五天,美國指責俄羅斯向伊拉克提供了GPS幹擾機。在随後的五天時間裡,美軍對設置幹擾機的區域進行了地毯式轟炸,在清除了所有的幹擾裝置之後,戰争才按既定計劃繼續進行。

  這一事實向全世界表明,借助于價格低廉的器材就能使利用衛星導航系統的各種技術兵器的效能化為烏有。

  目前已有幾個國家的軍隊裝備了類似的幹擾裝置(但不是俄羅斯産品),生産這種幹擾裝置的公司也越來越多,其擴散速度之快堪比卡拉什尼科夫自動步槍。可以預計,在不久的将來,GPS幹擾裝置将象AK步槍一樣成為遊擊隊員和恐怖分子手中的常見裝備。

  GPS信号幹擾裝置的擴散令美國人十分憤怒,因為其基于精确制導武器的非核戰略學說在幹擾裝置面前轟然倒塌,而美國為發展精确制導武器已經耗資數千億美元。

  因此對付低空小型無人機的唯一方法仍是使用幹擾裝置。建立GPS信号電子幹擾場除了使精确制導武器失靈、破壞軍隊指揮外,還會産生一個副效應——讓無人機失靈。沒有精确的地形連測,借助于照相機和攝像機獲得的情報将沒有任何價值。

  此外,無人機沒有自身的坐标,很可能無法返回基地并墜毀。大量試驗表明,如果無人機将要偵察的地域是叢林地形,将不可能發現樹林中的目标。即使在冬季樹葉落光的情況下,象駝鹿這樣的大型動物如果不動的話,從緩慢飛行的直升機上都難以發現它。西方國家所做的無人機廣告都以伊拉克和阿富汗那樣的無林地形為背景,這絕非偶然。


  “七種武器”癱瘓航母

  那麼GPS信号幹擾機是無人機的最後終結者嗎?回答是否定的,無人機完全可以揚長避短,在一些作戰行動中大顯身手。

  無人機特别适于作為電子戰設備的載機,用來對付各種無線電技術兵器。無人幹擾機可以潛入敵方境内,接近幹擾目标(如反導雷達、防空雷達)。當無人幹擾機在雷達附近來回飛行時,後者就無法正常發揮功能和為反導系統提供所需空情。雷達屏幕上将出現幾百個假目标,并且與真目标毫無區别。當一架無人幹擾機需要返航時,另外一架将前去替換它。

  無人機還可以在另外一項重要任務中發揮決定性作用,即癱瘓航母的行動。航母在其作戰行動過程中有一個薄弱環節,即剩油量不多的返航飛機。如果讓正在返回航母的艦載機變成“聾子”、“瞎子”,那麼它們将不能及時降落在航母甲闆上,最後會因燃油用盡而墜毀。

  而隻需幾架無人機攜帶七種電子幹擾裝置在航母所在海區巡邏,就可以完成這一任務。攜帶這七種電子幹擾裝置的無人機可對除慣性導航系統之外的艦載機全部機載定向系統進行壓制。

  由于在執行作戰任務過程中積累了較大誤差,慣性導航系統無法确保艦載機降落在航母上,特别是在飛行行動區建立了綿密的GPS信号幹擾場的情況下。

  

  用無人機癱瘓航母行動的設想是俄羅斯一家公司在2007年巴黎航展上首先提出來的,并展出了實現這一設想的設備。這令參加展會的美國代表和美國駐法使館工作人員十分震驚,因為這一設想如果實現,航母戰鬥群——美國軍事實力的“第二條腿”将被斬斷。而“第一條腿”——精确制導武器,在前面已經被GPS信号幹擾機斬斷了。而上述戰術任務還遠不是電子戰無人機可發揮決定性作用的唯一任務。

  那麼,沒安裝GPS系統的無人機将如何定向并返回自己的基地呢?在這種情況下,機載慣性導航系統的導航精度完全可以确保無人機飛抵距離目标不遠的空域,而且在施放幹擾的巡邏過程中不需要很高的導航精度。

  完成任務後,即使慣性導航系統積累了一定的誤差,無人機仍能進入方圓幾十公裡的另一個空域,而在這個空域中将有另外一種安裝在着陸地區的局部導航系統引導無人機着陸。

  俄羅斯早在上世紀80年代就已經研制成功這種混合引導着陸系統,但由于缺乏資金而凍結,今天利用最新技術對其稍加改造就可以用于無人幹擾機。



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