无人机系统到底是怎么完成那么繁重的通信任务的？

卫星通信技术来自: iPhone客户端

张俊 发表于 2013-7-9 17:29
卫星通信技术
卫星能提供那么大的带宽？那么通信体制、载波频段、加密体制、抗干扰体制又怎么样呢？

张俊 发表于 2013-7-9 17:29
卫星通信技术
还有，有些通讯是有一定实时性要求的，卫星天地传输的延时没有影响么

所以我认为无人机是抄出来的，对付塔利没问题，对付稍微有点技术手段的对手就的歇菜。

无人机的载波好像是按GHZ作单位的吧，这种载波加载以M为单位的数据毫无鸭梨

带宽越宽对链路的质量要求就越高，稍微有点干扰就性能就要大降了

所以MD那个RQ-170无人机就轻松被“抓”

核聚变 发表于 2013-7-9 18:01
带宽越宽对链路的质量要求就越高，稍微有点干扰就性能就要大降了

所以MD那个RQ-170无人机就轻松被“抓”

    无人机（UAV）的效率依赖通讯.战术载人飞机的飞行员可以对状况作出实时判断,但是设想中的自主目标循迹(Automatic Targeting Cueing，ATC)仅仅是美好的设想.UAV必须把战术信息传递回其他载人平台进行分析.这导致三个挑战.第一个挑战是对UAV反应速度的压力.统计表明训练有素的飞行员对战术事态的反应时间是200毫秒.在最乐观的环境中,有卫星通讯（Satellite Communications，SATCOM）支持的UAV通信的通信传播延迟是600毫秒以上.打击地面目标或者摧毁敌防空（DEAD）的ATC或许是近未来的可能,但是空战ATC的发展无法预测.

  复杂的战术环境给无人机的挑战还来自通讯中继和卫星通讯.美国海军期望以UCLASS作为前出侦测/浅近纵深打击平台,通过搭载战场通讯节点(Battlefield Airborne Communications Nod, BACN)的全球鹰的中继接力将信息发送给E-2C/D.E-2C/D再将信息发射给通信卫星.这个操作概念的优点之一是UCLASS可以以很低的辐射信号对准全球鹰BACN从而给对手的侦测平台制造巨大的低可截获压力.10-20GHz HF的窄带通讯让对手侦测旁瓣的几率在物理上成为不可能.对手的侦测平台的唯一机会是把平台纳入低可截获通讯的视线(Line of Sight,LOS). 全球鹰BACN可以把信号中继给被F/A-18E/F严密保护的E-2C/D,后者将信号发射给卫星.这样的通讯可以让卫星远远的远离对手的任何主动干扰设备会,同时组止对手经由信号中继侦测E-2C/D或者航母的位置.

  美国空军以全球鹰搭载卫星通讯天线直接将信号发射给诸如国际通信卫星（Intelsat）的方式不适合高威胁环境.全球鹰可以支持至少3个每一个可以支持36Mbps的Ku波段转发器.很可惜,一个等效全向辐射功率(equivalent isotropically radiated power,EIRP)为1MW的干扰设备把主瓣对准通信链路可以把转发器的效率降低50%,5MW的系统可以把转发器的效率降低95%.一个10MW的系统只需要把通讯链路纳入其旁瓣,可以把转发器的效率降低50%.


    第三个挑战是对通讯带宽的自然压力.美国海军最感兴趣的UAV侦测模式是焦点/广域(SPOT/WAS)合成孔径雷达/逆合成孔径雷达（SAR/ISAR）,光学/红外（EO/IR)和多光谱符合成像（hyperspectral imaging，HSI)模式.SPOT 被描述为2-3km的方形侦测范围和0.1-1米的分辨率.WAS模式被描述为3000-4000km^2/小时的侦测速度和1.5-2米的分辨率.这样的分辨率足以提供对高价值目标（HUV）的识别.美国海军一直希望Block 40以后的Global Hawk BAMS具备以AESA的对空侦测能力:10秒内完成90度方位角的扫描,对RCS=3m^2的截获距离大于230千米或者在E-2C/D PDS的指向指导下,以边扫描边跟踪（TWS）模式追踪10个目标,最远作用距离>300千米.假设15%的错码"开销"(overhead), SPOT/WAS模式大致需要5-10Mbps的峰值带宽,HSI模式对带宽的要求是大于500Mbps.对SAR/EO/IR信息做10:1的压缩可以把对峰值带宽的要求降低到0.5-1Mbps而不需要为信息质量下降付出代价.进一步的20:1压缩可能得不偿失.无论如何,在良好作业环境中,BAMS满足美国海军的广域对海侦测和识别(detection and identification)要求.一般认为,对电子/信号情报（ELINT/SIGINT)收集的峰值带宽要求是20Mbps.这个表明单个BACN的Ku波段转发器需要在不受到干扰的情况中支持ELINT/SIGINT作业.

  


   一个典型的剧情被描述为:航母打击大队（CSG）被部署在台湾以东650nm（1200公里）的菲律宾海,它大概位于台湾-关岛连线的中点.这个距离足以中和除DF-21 ASBM以外PLA的任何反CSG作业.F/A-18E/F和F-35在距离CSG 500-600nm（926-1111公里）的远方执行进攻性空优作战(Offensive Counter Air ，OCA）和CAP,建立支持F-22空中加油的安全区和E-3/EC-135主动作业安全区.数个沉默的由伯克三或者DDG-1000组成的水面打击群（SAG）-E-2C/D-F-35静默防空区被建立在台湾和CSG之间.所有的通讯中继由全球鹰完成,经由E-2/D或者水面平台转发给通讯卫星,后者分发信息给关岛/CSG/夏威夷.美国海军的打击火力来自总共1200个垂直发射装置（VLS）的一部分,UCAS和F-35.美国空军在他们可以行动的时候提供F-22/B-1B/B-2支援.

   UAV在这个剧情中发挥重大作用.前出的F-35和UCAS活动于台湾海峡上空,他们利用低可截获（LPI）对空高频GHZ窄带通讯经由位于台湾东岸以东50nm（90公里）以外,>55000ft（16700米）高度部署的BACN中继.BACN对水面平台的中继转发距离是170nm（310公里）,对55000ft（16700米）的其他中继平台的转发距离是256nm（470公里）.BACN的空中中继只需要9 inch（220毫米）的抛物面天线,远远小于全球鹰的标准48 inch（1.2米）SATCOM天线. 前者是一个10W的LPI RF辐射源,由200w的电源驱动.后者是经由3个Ku波段转发器的可以支持最高100Mbps的天线系统.这个系统需要3.7KW的电源---全球鹰的机载设备电源支持是25KVA.美国海军大概会考虑在最恶劣的情况中停止使用E-2C/D或者水面平台做通行中继和卫星转发,而完全依赖飞翔的全球鹰在偏离CSG轴线的地区以3次中继把通讯传达到距离台湾东岸以东至少550nm（1018公里）以外的地点,然后转发给通信卫星.后者在中国的任何干扰设备或者电子侦察系统的LOS以外转发信息给关岛/CSG/夏威夷.来自CSG的信息会被中继BACN向CSG以东传递至少500nm（926公里）,然后上载给卫星.大致估算,在最恶劣的情况中,美国海军准备以至少6个BACN,至少一个卫星和大量可能不会被使用的水面打击群SAG/空中E-2C/D中继完成前沿和CSG的信息交换.

用于战场通讯节点(Battlefield Airborne Communications Nod, BACN)测试的飞机







    无人机（UAV）的效率依赖通讯.战术载人飞机的飞行员可以对状况作出实时判断,但是设想中的自主目标循迹(Automatic Targeting Cueing，ATC)仅仅是美好的设想.UAV必须把战术信息传递回其他载人平台进行分析.这导致三个挑战.第一个挑战是对UAV反应速度的压力.统计表明训练有素的飞行员对战术事态的反应时间是200毫秒.在最乐观的环境中,有卫星通讯（Satellite Communications，SATCOM）支持的UAV通信的通信传播延迟是600毫秒以上.打击地面目标或者摧毁敌防空（DEAD）的ATC或许是近未来的可能,但是空战ATC的发展无法预测.

  复杂的战术环境给无人机的挑战还来自通讯中继和卫星通讯.美国海军期望以UCLASS作为前出侦测/浅近纵深打击平台,通过搭载战场通讯节点(Battlefield Airborne Communications Nod, BACN)的全球鹰的中继接力将信息发送给E-2C/D.E-2C/D再将信息发射给通信卫星.这个操作概念的优点之一是UCLASS可以以很低的辐射信号对准全球鹰BACN从而给对手的侦测平台制造巨大的低可截获压力.10-20GHz HF的窄带通讯让对手侦测旁瓣的几率在物理上成为不可能.对手的侦测平台的唯一机会是把平台纳入低可截获通讯的视线(Line of Sight,LOS). 全球鹰BACN可以把信号中继给被F/A-18E/F严密保护的E-2C/D,后者将信号发射给卫星.这样的通讯可以让卫星远远的远离对手的任何主动干扰设备会,同时组止对手经由信号中继侦测E-2C/D或者航母的位置.

  美国空军以全球鹰搭载卫星通讯天线直接将信号发射给诸如国际通信卫星（Intelsat）的方式不适合高威胁环境.全球鹰可以支持至少3个每一个可以支持36Mbps的Ku波段转发器.很可惜,一个等效全向辐射功率(equivalent isotropically radiated power,EIRP)为1MW的干扰设备把主瓣对准通信链路可以把转发器的效率降低50%,5MW的系统可以把转发器的效率降低95%.一个10MW的系统只需要把通讯链路纳入其旁瓣,可以把转发器的效率降低50%.


    第三个挑战是对通讯带宽的自然压力.美国海军最感兴趣的UAV侦测模式是焦点/广域(SPOT/WAS)合成孔径雷达/逆合成孔径雷达（SAR/ISAR）,光学/红外（EO/IR)和多光谱符合成像（hyperspectral imaging，HSI)模式.SPOT 被描述为2-3km的方形侦测范围和0.1-1米的分辨率.WAS模式被描述为3000-4000km^2/小时的侦测速度和1.5-2米的分辨率.这样的分辨率足以提供对高价值目标（HUV）的识别.美国海军一直希望Block 40以后的Global Hawk BAMS具备以AESA的对空侦测能力:10秒内完成90度方位角的扫描,对RCS=3m^2的截获距离大于230千米或者在E-2C/D PDS的指向指导下,以边扫描边跟踪（TWS）模式追踪10个目标,最远作用距离>300千米.假设15%的错码"开销"(overhead), SPOT/WAS模式大致需要5-10Mbps的峰值带宽,HSI模式对带宽的要求是大于500Mbps.对SAR/EO/IR信息做10:1的压缩可以把对峰值带宽的要求降低到0.5-1Mbps而不需要为信息质量下降付出代价.进一步的20:1压缩可能得不偿失.无论如何,在良好作业环境中,BAMS满足美国海军的广域对海侦测和识别(detection and identification)要求.一般认为,对电子/信号情报（ELINT/SIGINT)收集的峰值带宽要求是20Mbps.这个表明单个BACN的Ku波段转发器需要在不受到干扰的情况中支持ELINT/SIGINT作业.

  


   一个典型的剧情被描述为:航母打击大队（CSG）被部署在台湾以东650nm（1200公里）的菲律宾海,它大概位于台湾-关岛连线的中点.这个距离足以中和除DF-21 ASBM以外PLA的任何反CSG作业.F/A-18E/F和F-35在距离CSG 500-600nm（926-1111公里）的远方执行进攻性空优作战(Offensive Counter Air ，OCA）和CAP,建立支持F-22空中加油的安全区和E-3/EC-135主动作业安全区.数个沉默的由伯克三或者DDG-1000组成的水面打击群（SAG）-E-2C/D-F-35静默防空区被建立在台湾和CSG之间.所有的通讯中继由全球鹰完成,经由E-2/D或者水面平台转发给通讯卫星,后者分发信息给关岛/CSG/夏威夷.美国海军的打击火力来自总共1200个垂直发射装置（VLS）的一部分,UCAS和F-35.美国空军在他们可以行动的时候提供F-22/B-1B/B-2支援.

   UAV在这个剧情中发挥重大作用.前出的F-35和UCAS活动于台湾海峡上空,他们利用低可截获（LPI）对空高频GHZ窄带通讯经由位于台湾东岸以东50nm（90公里）以外,>55000ft（16700米）高度部署的BACN中继.BACN对水面平台的中继转发距离是170nm（310公里）,对55000ft（16700米）的其他中继平台的转发距离是256nm（470公里）.BACN的空中中继只需要9 inch（220毫米）的抛物面天线,远远小于全球鹰的标准48 inch（1.2米）SATCOM天线. 前者是一个10W的LPI RF辐射源,由200w的电源驱动.后者是经由3个Ku波段转发器的可以支持最高100Mbps的天线系统.这个系统需要3.7KW的电源---全球鹰的机载设备电源支持是25KVA.美国海军大概会考虑在最恶劣的情况中停止使用E-2C/D或者水面平台做通行中继和卫星转发,而完全依赖飞翔的全球鹰在偏离CSG轴线的地区以3次中继把通讯传达到距离台湾东岸以东至少550nm（1018公里）以外的地点,然后转发给通信卫星.后者在中国的任何干扰设备或者电子侦察系统的LOS以外转发信息给关岛/CSG/夏威夷.来自CSG的信息会被中继BACN向CSG以东传递至少500nm（926公里）,然后上载给卫星.大致估算,在最恶劣的情况中,美国海军准备以至少6个BACN,至少一个卫星和大量可能不会被使用的水面打击群SAG/空中E-2C/D中继完成前沿和CSG的信息交换.

用于战场通讯节点(Battlefield Airborne Communications Nod, BACN)测试的飞机

笑脸男人 发表于 2013-7-9 18:10
无人机（UAV）的效率依赖通讯.战术载人飞机的飞行员可以对状况作出实时判断,但是设想中的自主目标 ...
UCLASS平台本身是低可截获的吗？貌似NAVY没要求，不科学啊。

UCLASS被要求在高威胁环境下作为情报平台来使用

hlferd 发表于 2013-7-9 20:47
UCLASS平台本身是低可截获的吗？貌似NAVY没要求，不科学啊。

UCLASS被要求在高威胁环境下作为情报平台来使用

还有，有些通讯是有一定实时性要求的，卫星天地传输的延时没有影响么
你看神十的太空授课就知道我朝这玩意不赖了。

狼牙小子 发表于 2013-7-9 21:38
你看神十的太空授课就知道我朝这玩意不赖了。
实时性，你看太空授课延时多大啊

笑脸男人 发表于 2013-7-9 21:24
UCLASS被要求在高威胁环境下作为情报平台来使用
感觉UCLASS是为冲突和危机管理准备的，不是为作战准备的。

感觉UCLASS是为冲突和危机管理准备的，不是为作战准备的。
如果不能说服PLA知难而退，那么热战就不可避免了，UCLASD到底能否胜任的确需要实战的检验

笑脸男人 发表于 2013-7-9 18:10
无人机（UAV）的效率依赖通讯.战术载人飞机的飞行员可以对状况作出实时判断,但是设想中的自主目标 ...
感谢，强大如MD也得苦逼地靠各种空中平台的中继实现战场通讯，技术的限制让战争中人的智慧的作用提高了

笑脸男人 发表于 2013-7-9 21:48
如果不能说服PLA知难而退，那么热战就不可避免了，UCLASD到底能否胜任的确需要实战的检验
目前看来被误读的可能性较大，典型如楼上，好多AV专家也起哄，但愿头脑没发热。
刷存在感，感觉UCLASS太软，OCA又太硬。情报平台挂个JDAM，或显示了此种纠结。
貌似USN历来比较油滑，USAF比较直来直去。

目前看来被误读的可能性较大，典型如楼上，好多AV专家也起哄，但愿头脑没发热。
刷存在感，感觉UCLASS太 ...
美国人担心当PLA将CAP推进到台湾本岛上空之后，提供目标数据的E-8或者全球鹰将不得不后撤，但是台湾中央山脉的阻挡不允许侦测平台布置的过远，x-47b这样的隐身无人机是解决问题的唯一方式,我是说如果不能指望更不切实际的主动雷达星座系统比如Clipper Bow或者SB-WASS，没有UCLASS提供的目标信息，300战斧无异于痴人说梦，而美国空军他们需要先确保自己没有被所在国从当地的基地里赶出去

如果PLA都CAP台岛了，那完全是另一回事了。此时登场的会是隐形无人机，所以我说UCLASS不是为作战准备的。
危机管理还是开战，是战略选择的问题，20年内双方考虑的更多是前者吧？后者赌注太大。
300战斧的设想有相当合理性，构成威慑，强度应次于OCA，也符合MD躲在背后扔石头的做派。
不过有意思的是，当USN诟病USAF的全球鹰时，USAF也在诟病USN的水下战斧，理由正是不能秀存在。
基地的问题被夸大了，战区反导、流动部署、新一代加油机群、2018隐轰...USAF有太多的选择。最主要的是，USAF本来就是干远距纵深渗透的，基地可远自本土。前沿靠USN，保留10艘航母不就为避免基地所在国的麻烦。
再说，有被赶走的可能，也有被请回去的可能。在你前图假想的情形中，想象下USAF在克拉克，格局全变了。

笑脸男人 发表于 2013-7-9 23:00
美国人担心当PLA将CAP推进到台湾本岛上空之后，提供目标数据的E-8或者全球鹰将不得不后撤，但是台湾中央 ...

如果PLA都CAP台岛了，那完全是另一回事了。此时登场的会是隐形无人机，所以我说UCLASS不是为作战准备的。
危机管理还是开战，是战略选择的问题，20年内双方考虑的更多是前者吧？后者赌注太大。
300战斧的设想有相当合理性，构成威慑，强度应次于OCA，也符合MD躲在背后扔石头的做派。
不过有意思的是，当USN诟病USAF的全球鹰时，USAF也在诟病USN的水下战斧，理由正是不能秀存在。
基地的问题被夸大了，战区反导、流动部署、新一代加油机群、2018隐轰...USAF有太多的选择。最主要的是，USAF本来就是干远距纵深渗透的，基地可远自本土。前沿靠USN，保留10艘航母不就为避免基地所在国的麻烦。
再说，有被赶走的可能，也有被请回去的可能。在你前图假想的情形中，想象下USAF在克拉克，格局全变了。

时雨 发表于 2013-7-9 21:41
实时性，你看太空授课延时多大啊
中继需要的时间可以通过提高硬件工作频率，功率和带宽，减少中继节点来降低。可是无论技术多么先进，还是要遵守狭义相对论的。:]

基本就是打魔兽延迟黄色的感觉

UCCLASS就是隐身无人机，不过不需要像B-2或者A-12一样的敌后全向隐身能力，更类似于当年的鲸验证机一样的在浅近纵深活动的ISR节点

300战斧需要体系的支持，CSG进行武力展示同样需要（美军显然不希望CSG在航渡过程中毫无知觉的被标定而遭到打击），这些是美军发展UCLASS的初衷，USAF如果只能提供航程远的大型飞机进行支援，那么危机管控显然已经出现问题了，同中国的作战需要考虑最坏的可能性，美国不能允许作战失败

hlferd 发表于 2013-7-10 00:15
如果PLA都CAP台岛了，那完全是另一回事了。此时登场的会是隐形无人机，所以我说UCLASS不是为作战准备的 ...

UCCLASS就是隐身无人机，不过不需要像B-2或者A-12一样的敌后全向隐身能力，更类似于当年的鲸验证机一样的在浅近纵深活动的ISR节点

300战斧需要体系的支持，CSG进行武力展示同样需要（美军显然不希望CSG在航渡过程中毫无知觉的被标定而遭到打击），这些是美军发展UCLASS的初衷，USAF如果只能提供航程远的大型飞机进行支援，那么危机管控显然已经出现问题了，同中国的作战需要考虑最坏的可能性，美国不能允许作战失败

核聚变 发表于 2013-7-9 17:55
所以我认为无人机是抄出来的，对付塔利没问题，对付稍微有点技术手段的对手就的歇菜。
那只能说明你的暑假还没有结束。无人机通信根本就不是那么回事，自身就有很高的智能，没有相当的信息处理能力那只能是遥控模型飞机，只有自身具备很强的信息处理能力，才能减少对对地面指挥的依赖，自己处理的信息多了，发回去的信息量也少很多，根本不是什么信息都一古脑地原始状态发回去。

时雨 发表于 2013-7-9 17:37
还有，有些通讯是有一定实时性要求的，卫星天地传输的延时没有影响么
那你是要坐个人上去？本来就是侦察，相差这么几秒？

时雨 发表于 2013-7-9 17:37
还有，有些通讯是有一定实时性要求的，卫星天地传输的延时没有影响么
再说人家自己有处理能力，

所以我们应该大力发展人工智能技术，绝对应该把人工智能技术放到战略制高点的高度大力发展，除了发展人工智能机器人（无人机相当于会飞的机器人），当然，顺便发展一下智能机器人女佣人，既可以给我做饭吃，还可以给我做家务，还可以保护我，安慰我，希望不要等我老了才实现，说真的，我都有点等不及，想赶快赚够钱自己投资招人来研究了...

笑脸男人 发表于 2013-7-10 07:23
UCCLASS就是隐身无人机，不过不需要像B-2或者A-12一样的敌后全向隐身能力，更类似于当年的鲸验证机一样 ...
哦妈呃哇，跟特务桑混久了，连说话的味儿的被同化了

笑脸男人 发表于 2013-7-10 07:23
UCCLASS就是隐身无人机，不过不需要像B-2或者A-12一样的敌后全向隐身能力，更类似于当年的鲸验证机一样 ...
前几日“泄出”的UCLASS性能指标里，并没有“隐身”或“低可探测”的要求。
洛马公开的竞标机概念是“全频谱适应性”和“标识控制"（啥意思？）。
波音说竞标机不会是“幻影射线”。
通用原子的“复仇者”居然采用涡轮螺旋桨，还外挂。（我猜“复仇者”会中标，嘿嘿...)
感觉，UCLASS在未来危机管控中，还将承担“信使”的任务，即：我知道你想干什么，我还想让你知道我知道你想干什么。

时雨 发表于 2013-7-9 21:41
实时性，你看太空授课延时多大啊
现在也就这个水平了，这个延迟无人机对地攻击还是可以接受了，无人机空战目前看来也不现实

hlferd 发表于 2013-7-10 12:08
前几日“泄出”的UCLASS性能指标里，并没有“隐身”或“低可探测”的要求。
洛马公开的竞标机概念是“全 ...
http://puffinus.blog.163.com/blog/static/178884029201352771054414/

为了控制项目风险及成本，目前 MD 海军并不要求 UCLASS 具备 B-2/A-12 级别的隐形性能，其生存能力只须保证在较低威胁环境 (lightly contested areas) 中有效执行打击任务即可 (猎杀 TG 机动式 ASBM 显然不包括在内)。在高烈度冲突中，UCLASS 将主要作为情报平台使用。

http://lt.cjdby.net/thread-1440508-1-1.html

通用原子的“复仇者”

量子通讯会怎样~??