美军无人机地面控制系统最新发展

美军无人机地面控制系统最新发展

对于无人机系统来说，设计焦点大多都是集中在飞机本身，包括有效载荷。但根据数据统计表明，地面系统所需成本非常高，往往是单架无人机成本的

0.5 ～ 4 倍之间。这说明研制一个能够控制多种类型无人机的通用地面控制系统，不仅可以极大地降低无人机系统的开发、后勤支持和训练费用，也可以较大程度地改进无人机系统作战的灵活性，从而实现无人机系统之间的互操作性。

地面控制站一般由三部分组成，包括：操作员工作站，用于操作无人机发射、回收和控制软件；飞行用传感器载荷；视距和卫星数据链路无线电终端，用于传输飞行指挥命令和接收来自无人机的监视图像。美军的主要无人机系统，如美国空军的 " 捕食者 " 、 " 全球鹰 " 和美国陆军的 " 影子 200" 都是由不同的军种独立开发的，通用性和互操作性能很差，甚至没有。它们的地面控制站尤其如此。因此，空军的 " 捕食者 "/" 捕食者 B" 地面站是无法控制空军的 " 全球鹰" 或海军陆战队的 " 先锋 " 无人机，也无法接收他们的图像。但是，美国海军和陆军已经采取措施着力解决无人机间的互操作问题。而促进无人机互操作性发展的强大驱动因素就是与北约的标准化协议 STANAG4586 相兼容。

1 战术控制系统

战术控制系统（ TCS ），是美国海军的通用无人机地面控制站，由海军的无人空中系统项目办公室（ PMA-263 ）管理、雷声公司情报和信息系统部门从 2000 年开始进行开发的。其研制目标就是提供一个开放式体系结构软件，能够控制多种不同类型的海上 / 岸上计算机硬件，实现任务规划、指挥与控制以及情报数据接收和分发等功能。 TCS 在 2003 年之前是一个联合军种项目，后来由于陆军和空军抵制将 TCS 用于它们的无人机系统，国会将其削减为海军一家的研制项目。

目前， TCS 已经研制成功。 PMA-263 希望将其应用于海军未来所有的无人机系统，包括预计将于 2008 年在美海军的第一艘 " 濒海战斗舰 " 上使用的垂直起降无人机 --" 火力侦察兵 " 在内。 TCS 的运行依靠的是基于 Unix 的计算机。该计算机的操作系统是 Sun 微系统公司开发的 Solaris 8 网络操作系统，尽管雷声公司曾经也开发了一个应用于该计算机的基于 Linux 的操作系统。 TCS 软件的最新版本是于 2006 年 6 月份交付给 " 火力侦察兵 " 的制造商诺思罗普· 格鲁门公司的，软件中增加了一系列的新功能，包括可以容纳多种不同的 " 即插即用 " 传感器载荷、在指挥、控制和信息分发时执行 STANAG 4586 标准等。

为了与 STANAG4586 兼容，雷声公司开发了一个可以操作多种美军和 NATO 无人机的 TCS 核心系统。不同无人机制造商开发的与 STANAG 4586 协同的无人机专用模块，可以与该核心系统接口，提供 TCS 的所有控制能力，实现各无人机系统之间的互操作。（如果未来需要在不同的无人机系统之间完全实现互操作，则各数据链必须互相兼容）

海军的 " 宽域海上监视 " （ BAMS ）无人机计划于 2011 年进入制造，是TCS 的下一个潜在用户。目前，美国海军在演习中使用的是两架从美国空军采购的 " 全球鹰海上演示型 "(GHMD) 高空长航时无人机来帮助 BAMS 无人机开发操作概念和作战战术。由于美国国会削减了美国海军在 2004 年的预算中计划给 " 全球鹰 " 开发 TCS 能力的费用，这两架 GHMD 飞机使用的是美国空军现有的 " 全球鹰 " 地面站硬件和软件，而不是 TCS 。

PMA-263 的负责人，海军上校 Paul Morgan 称，洛克希德· 马丁公司和诺思罗普· 格鲁门公司正在开展 BAMS" 持久无人海上空中监视 " （ PUMAS ）能力研究，包括评估 TCS 对于 BAMS 在该能力方面的适应性。

2 " 一体化系统 " 地面控制站

" 一体化系统 " 地面控制站（ GCS ）是美国陆军的无人机通用地面控制站，是 AAI 公司最初是为其生产的陆军旅级战术无人机 " 影子 200" 开发的。一个" 影子 200" 无人机系统包括三架无人机和两个地面控制站。控制站由两台工作站组成，安装在 S-788 掩体中，通过 " 高机动性多用途轮式车 "(HMMWV) 运输。S-788 掩体的尺寸为8.5×7.0×5.6 英尺。同时， " 影子 200" 无人机系统也可以采用只有一个工作站的单个 GCS 配置。 " 一体化系统 "GCS 使用的是基于Unix 的工作站，与雷声公司的 TCS 一样， AAI 目前也正在开展将 " 一体化系统 "GCS 与 STANAG 4586 兼容方面的研究。

陆军目前正在将其老式团级 " 猎人 " 无人机向 " 一体化系统 "GCS 上过渡，且计划将于 2009 年开始服役的师 / 团级 " 勇士 " 增程多用途（ ERMP ）无人机 -- 美国空军 " 捕食者 " 无人机的派生机型，也将使用 " 一体化系统"GCS 。后者由三台工作站组成，安装在 S-280 掩体中，通过一个标准陆军五顿重的战术卡车运输。 S-280 掩体的尺寸为12.2×7.3×7.2 英尺。

PMA-263 是为海军和海军陆战队采办空中无人系统的指定机构，包括 " 蒂尔"II 和 " 蒂尔 "III 无人机。 " 蒂尔 "II 无人机是为了弥补 " 蒂尔 "I 无人机和 " 蒂尔 "III 无人机之间的监视能力缺口而研制的一架师 / 团级无人机，并有望成为一个联合采购项目，涉及到的军种包括空军、海军和特种作战司令部在内。海军陆战队计划于 2008 财年开始采购 " 蒂尔 "II 无人机， 2015 年采购一架新型 " 蒂尔 "III 无人机。尽管这些无人机是由 PMA-263 负责采购，海军陆战队的军方开发经理表示他们不会为他们计划采购的无人机自动选择海军的TCS ，而是比较倾向于选择陆军的 " 一体化系统 "GCS 。 PMA-263 甚至也准备采购陆军的 " 一体化 "GCS 在 2015 年之前用于海军陆战队的 " 先锋 " 无人

机系统。该选择主要是出于成本和便利性方面的考虑，这是因为 " 先锋 " 无人机是由 AAI 公司和以色列航宇工业公司组建的合营公司 -- 先锋无人机有限公

司提供各种支撑服务的。

3 小型地面控制站

雷声公司根据与海军航空系统司令部（ NAVAIR ）以及 PMA-263 的合同，开发出了由战术控制系统（ TCS ）衍生而来的、专门用于小型无人机的小型地面控制站 -- 多飞行器控制系统（ MVCS ）以及在 MVCS 基础上研制的全部采用商用部件、并可用于各种无人机的世界上第一种可同时操纵 8 架空中、陆地或海上无人机的地基驾驶舱 -- 通用战术控制系统（ UCS ），并于 2005 年 12 月份通过MVCS 同时对两架 " 曼塔 " 无人机和一艘无人艇成功地进行了仿真控制。

此外，美国海军水上武器中心下属的海军陆战队战争实验室已经进行 " 模块化手持式地面控制系统 " 原型样机的概念验证研究，该系统作为一个通用控制系统，不仅可以用于手掷式 " 龙眼 " 蒂尔 I 无人机、四轮无人地面车 " 龙腾 " ，还可以用于一个被称作 " 小型单元传感器系统 " 的手动安放式监视设备。该模块化控制系统原型样机重不足 6 磅，包括计算机、电池组、头盔式显示器和控制设备。系统研究的下一步工作就是与陆军的 " 大乌鸦 "(Raven)B 小型无人机和国防预先研究计划局开发的 " 黄蜂 "(Wasp) 微型无人机的综合。（作者：中国航空工业发展研究中心航空技术所罗杰）