美國(guó)2013-2038年度無(wú)人系統(tǒng)路線圖

1、美國(guó)2013-2038年度無(wú)人系統(tǒng)路線圖4.3 通信系統(tǒng)，頻譜以及自主修復(fù)性4.3.1 引言所有的無(wú)人系統(tǒng)（而非完全自主的系統(tǒng)）主要面臨的挑戰(zhàn)在于通信鏈路的可用性、通信鏈路支持的數(shù)據(jù)量大小、頻譜資源的分配、以及所以射頻子系統(tǒng)對(duì)抗干擾的能力（如電磁干擾等）。為滿足作戰(zhàn)指揮的要求，各服務(wù)與機(jī)構(gòu)之間的協(xié)同工作能力仍將需要繼續(xù)改進(jìn)。國(guó)防部無(wú)人系統(tǒng)需要對(duì)操作控制和任務(wù)數(shù)據(jù)分布進(jìn)行處理，特別是對(duì)非自主的系統(tǒng)。因此，對(duì)于一些公司和大學(xué)，這類信息可以通過(guò)電纜傳輸，但對(duì)于高度移動(dòng)的無(wú)人操作，用的電磁波信號(hào)（EMS）的傳播方式將更加容易，或其他方式（例如，聲學(xué)或光學(xué)）。圖13顯示了支持無(wú)人系統(tǒng)所需要的通信網(wǎng)絡(luò)體系

2、結(jié)構(gòu)（OV-1）。該架構(gòu)中同時(shí)考慮了載人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，說(shuō)明載人和無(wú)人傳感器以及其他指揮與控制（C2）系統(tǒng)之間需要共同的通信基礎(chǔ)設(shè)施支撐。輔助指揮、控制、通信和計(jì)算機(jī)（C4）的建設(shè)應(yīng)該是平臺(tái)無(wú)關(guān)的（載人或無(wú)人）。運(yùn)行架構(gòu)采用了多種環(huán)境管理系統(tǒng)的頻段，通信網(wǎng)關(guān)和中繼網(wǎng)站，數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)傳播節(jié)點(diǎn)，以及地面廣播和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。在這種體系結(jié)構(gòu)中的通信鏈路支持無(wú)人平臺(tái)的指揮與控制以及和各自的有效載荷；并且支持將載荷的信息回傳，用作戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)略等意圖。應(yīng)當(dāng)盡可能地將載荷任務(wù)數(shù)據(jù)及時(shí)駐留在全局?jǐn)?shù)據(jù)中心，使世界各地的用戶能夠快速簡(jiǎn)便地發(fā)現(xiàn)、獲取和分析實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)的情報(bào)、監(jiān)視和偵察（ISR）信息和其他任務(wù)的數(shù)據(jù)。第4.3

3、.2節(jié)到第4.3.17節(jié)著重闡述了無(wú)人通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展的需求及計(jì)劃，并針對(duì)每個(gè)領(lǐng)域給出了適用的標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)指導(dǎo)。圖13. 高級(jí)輔助指揮、控制、通信和計(jì)算機(jī)（C4）結(jié)構(gòu)運(yùn)行概念圖4.3.2 當(dāng)前無(wú)人通信系統(tǒng)存在的問(wèn)題過(guò)去十年內(nèi)，美國(guó)在全球作戰(zhàn)應(yīng)用中操作的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)、詳細(xì)分析研究和回顧、作戰(zhàn)任務(wù)需求說(shuō)明等都充分表明了指揮、控制、通信和計(jì)算機(jī)建設(shè)在支持無(wú)人平臺(tái)方面的各種缺陷。具體包括：全球連通性差：無(wú)人平臺(tái)全球發(fā)送高帶寬數(shù)據(jù)（例如，全運(yùn)動(dòng)視頻）至戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)用戶的能力不足。目前無(wú)人駕駛的基礎(chǔ)設(shè)施大部分集中在中東，無(wú)法支持全球其他地區(qū)的行動(dòng)。昂貴的衛(wèi)星/網(wǎng)絡(luò)合同：每個(gè)系統(tǒng)的衛(wèi)星通信帶寬的多是單獨(dú)購(gòu)買通過(guò)商業(yè)租

4、賃。許多系統(tǒng)還依賴于單獨(dú)的平臺(tái)為中心的地面網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，以提供與戰(zhàn)術(shù)，運(yùn)營(yíng)和戰(zhàn)略消費(fèi)者的連接。由于這種連接通常由租用商業(yè)網(wǎng)絡(luò)提供，每個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)銷成本進(jìn)一步增加。非模式化的基礎(chǔ)設(shè)施：許多無(wú)人機(jī)系統(tǒng)程序建立供應(yīng)商專有的通信解決方案，包括網(wǎng)站通信和接入地面網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。這種方法防止跨平臺(tái)的資源共享，大大增加了基礎(chǔ)設(shè)施的開(kāi)銷成本（例如，設(shè)施，項(xiàng)目管理），并抑制系統(tǒng)的互操作性。信息共享性差：許多系統(tǒng)采用專用的處理、利用和分發(fā)（PED）和任務(wù)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施，以防止系統(tǒng)、服務(wù)和組織之間的有效的數(shù)據(jù)共享。總之，目前的無(wú)人系統(tǒng)的通信基礎(chǔ)設(shè)施是容易產(chǎn)生冗余浪費(fèi)，缺乏互操作，并抑制了系統(tǒng)數(shù)據(jù)向潛在用戶的分發(fā)。為了更好

5、地找到解決未來(lái)無(wú)人系統(tǒng)操作所面臨的挑戰(zhàn)的最佳途徑，需要做出幾個(gè)關(guān)鍵的假設(shè)：項(xiàng)目資源將變得有限：OCO經(jīng)費(fèi)一直維持近幾年無(wú)人機(jī)系統(tǒng)大部分的運(yùn)作成本。在未來(lái)數(shù)年內(nèi)，這一資金將消失。沒(méi)有項(xiàng)目資源，有限的租賃C4基礎(chǔ)設(shè)施將萎縮。C4基礎(chǔ)設(shè)施的需求在增長(zhǎng)：操作環(huán)境將發(fā)生改變：開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)提高互操作性：平臺(tái)無(wú)關(guān)提高效率：4.3.3 通信網(wǎng)關(guān)和中繼站點(diǎn)美國(guó)國(guó)防部和商業(yè)網(wǎng)關(guān)提供軍事和非軍事的衛(wèi)星和國(guó)防信息系統(tǒng)網(wǎng)（DISN）運(yùn)輸和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）網(wǎng)絡(luò)中心服務(wù)。因此，能夠提供任務(wù)數(shù)據(jù)的全球發(fā)送，使得無(wú)人系統(tǒng)的遠(yuǎn)程指揮與控制成為可能。同樣，中繼站點(diǎn)通過(guò)連接視距（LOS）與超視距無(wú)線系統(tǒng)將任務(wù)數(shù)據(jù)傳輸和指揮與控制與DI

6、SN進(jìn)行連接?，F(xiàn)有的許多平臺(tái)為中心的專用網(wǎng)關(guān)可用以支持在中東地區(qū)的業(yè)務(wù)。為了減少網(wǎng)關(guān)的長(zhǎng)期支出，并更有效地處理來(lái)自無(wú)人系統(tǒng)信息，國(guó)防部將過(guò)渡到利用現(xiàn)有的全球衛(wèi)星通信企業(yè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備與平臺(tái)無(wú)關(guān)的網(wǎng)關(guān)（如瞬移標(biāo)準(zhǔn)的戰(zhàn)術(shù)進(jìn)入點(diǎn)（STEP）網(wǎng)站）。現(xiàn)有的企業(yè)網(wǎng)關(guān)可以提供通用、安全的設(shè)施以及地面空間集中管理、電源、供暖、通風(fēng)和空調(diào)（HVAC）等。因此，能減少各無(wú)人系統(tǒng)項(xiàng)目辦公室之間重復(fù)工作。4.3.4 企業(yè)數(shù)據(jù)中心和分發(fā)節(jié)點(diǎn)為了降低成本，優(yōu)化人力資源需求，提高各服務(wù)、組織和聯(lián)盟伙伴之間的數(shù)據(jù)共享，無(wú)人系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)整合到云計(jì)算的企業(yè)數(shù)據(jù)中心，建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)設(shè)施，以分發(fā)數(shù)據(jù)到所有授權(quán)的用戶。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，近

7、期需要做的包括，情報(bào)系統(tǒng)的“大數(shù)據(jù)”云計(jì)算；以及通過(guò)建立國(guó)防信息系統(tǒng)機(jī)構(gòu)（DISA）的統(tǒng)一視頻傳播服務(wù)（UVDS）將全動(dòng)態(tài)視頻圖像的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送至全球各地的用戶。參見(jiàn)圖14。UVDS安裝在DISA國(guó)防企業(yè)計(jì)算中心，支持各種FMV來(lái)源和用戶提供的黑色（加密）和紅色（未加密）FMV流，通過(guò)多點(diǎn)傳送流和近實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)流。UVDS實(shí)現(xiàn)國(guó)防部和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議、配置文件（例如，SD，HD，MPEG-2，H.264，F(xiàn)lash）保證最大程度的互操作性存在的系統(tǒng)，同時(shí)利用現(xiàn)有的計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施和國(guó)防部的全球信息柵格（GIG）與陸地連接。強(qiáng)大的路由架構(gòu)能夠連接美國(guó)大陸和在美國(guó)大陸以外的位置，并且利用國(guó)防部網(wǎng)關(guān)來(lái)高效實(shí)

8、時(shí)地通過(guò)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)傳播影像（例如，GBS，通過(guò)衛(wèi)星信道返回聯(lián)合IP調(diào)制解調(diào)器，中央指揮部數(shù)字視頻廣播）。UVDS能夠代替捕食者和收割者中專用的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信線路。參見(jiàn)圖15。圖14 國(guó)防信息系統(tǒng)機(jī)構(gòu)所提的UVDS功能架構(gòu)圖15 當(dāng)前的UVDS運(yùn)行架構(gòu)（2012年2月）4.3.5 衛(wèi)星通信目前無(wú)人系統(tǒng)架構(gòu)的一個(gè)顯著的成本是通過(guò)商業(yè)租賃的衛(wèi)星帶寬的采購(gòu)。大部分用于支持部署的無(wú)人駕駛系統(tǒng)任務(wù)的帶寬都是單獨(dú)采購(gòu)的。通過(guò)整合商業(yè)衛(wèi)星租賃在多個(gè)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，國(guó)防部能在未來(lái)降低成本。為實(shí)現(xiàn)該目的，可以通過(guò)DISA商業(yè)衛(wèi)星組合研究未來(lái)租賃安排，利用未來(lái)comsatcom服務(wù)獲?。‵CSA）合同結(jié)構(gòu)。使用一個(gè)共同的

9、基礎(chǔ)設(shè)施，包括兼容的波形，將使衛(wèi)星帶寬共享成為可能，并可以降低總需求，使之低于每個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)要求的總和。除了高效的商業(yè)租賃，衛(wèi)星帶寬的整體成本可以通過(guò)利用更多的美國(guó)國(guó)防部的衛(wèi)星通信資源進(jìn)一步減少。寬帶全球衛(wèi)星（WGS）可用于與國(guó)防部企業(yè)網(wǎng)關(guān)連接，來(lái)降低商用轉(zhuǎn)發(fā)器中的無(wú)人系統(tǒng)數(shù)據(jù)流量。但目前該戰(zhàn)略是不可行的，無(wú)人平臺(tái)上缺乏Ka波段的終端。所有要求超視距連接的無(wú)人系統(tǒng)項(xiàng)目必須計(jì)劃建立Ka波段的終端，從而利用軍事衛(wèi)星通信資源和避免昂貴的年度商業(yè)租賃。超視距無(wú)人系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)盡可能同時(shí)考慮商業(yè)和軍事衛(wèi)星頻段，進(jìn)而獲得操作的靈活性和使用國(guó)防部資源。4.3.6 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)無(wú)人系統(tǒng)計(jì)劃應(yīng)當(dāng)盡可能地利用DISN

10、核心網(wǎng)作為其全球連接的地面網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。DISN核心網(wǎng)的連接點(diǎn)已經(jīng)可以在國(guó)防部的站點(diǎn)獲得。另外，國(guó)防信息系統(tǒng)局仍在對(duì)DISN核心網(wǎng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，企業(yè)廣域網(wǎng)IP服務(wù)可用作無(wú)人系統(tǒng)中繼解決方案的補(bǔ)充。企業(yè)網(wǎng)關(guān)的IP網(wǎng)絡(luò)組件提供了多重安全訪問(wèn)DISN的路由和加解密方案。4.3.7 天線高速移動(dòng)系統(tǒng)之間的通信需要高增益、堅(jiān)固耐用、成本較低的多指向天線。較大的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)也可以使用聚焦的波束來(lái)與更遠(yuǎn)距離的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接。相控陣天線和智能天線（包括組合來(lái)自多個(gè)天線的信號(hào)）的發(fā)展可以為傳統(tǒng)的拋物面天線提供一個(gè)代替方案，但它們需要在大小、質(zhì)量、功耗以及造價(jià)方面進(jìn)行權(quán)衡。國(guó)防部和工業(yè)部門(mén)也應(yīng)當(dāng)繼續(xù)發(fā)展多聚焦（多波束）和

11、過(guò)冷的天線系統(tǒng)等技術(shù)。未來(lái)天線系統(tǒng)必須能夠在很寬的頻率范圍內(nèi)接收信號(hào)。但同時(shí)也必須具有頻率選擇性（見(jiàn)4.3.13）。因此，相控陣是一種可行的方法。動(dòng)態(tài)控制（例如，干擾陷零）的陣列系統(tǒng)（9陣元）目前已經(jīng)可用。但更多陣元數(shù)目的與運(yùn)載設(shè)備表面一致的共形陣列仍處于研發(fā)階段（計(jì)劃到2020年）。共孔徑利用則要求研發(fā)新的干擾抑制方法，從而最大限度地減少相同站點(diǎn)的干擾效應(yīng)，并提高相鄰頻段內(nèi)同時(shí)發(fā)送/接收操作的潛力。4.3.8 發(fā)射機(jī)/接收機(jī)系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)射/接收系統(tǒng)需要改進(jìn)的互操作性、自恢復(fù)性、效率和操作的靈活性。未來(lái)的超視距收發(fā)器應(yīng)該盡可能支持商業(yè)Ku波段和軍用Ka波段的連接。海軍的Triton和陸軍的“灰

12、鷹”等項(xiàng)目已經(jīng)在朝這個(gè)方向努力。這樣的硬件結(jié)構(gòu)將最大化各類操作環(huán)境下的靈活性，并提高在對(duì)抗環(huán)境下的系統(tǒng)自恢復(fù)性能。無(wú)人傳感器平臺(tái)利用多波段終端的挑戰(zhàn)往往不是技術(shù)上的限制造成的，而是由預(yù)算約束。但是，這類系統(tǒng)的周期成本低于僅使用Ku波段平臺(tái)的周期成本，因?yàn)樗枰粩嘁蕾嚢嘿F的商業(yè)衛(wèi)星通信帶寬以支持業(yè)務(wù)。此外，所有的平臺(tái)都應(yīng)該考慮采用多波段視距收發(fā)器。該策略能夠?yàn)榭赡艽嬖诟?jìng)爭(zhēng)的衛(wèi)星資源提高另外的連接方式，提高連接的多樣性和自恢復(fù)性，并能夠鏈接到未來(lái)的地面和空中（例如，聯(lián)合空中層網(wǎng)絡(luò)（JALN）中繼節(jié)點(diǎn)。4.3.9 無(wú)人海洋系統(tǒng)通信4.3.10 頻譜考慮電磁頻譜是在國(guó)家和國(guó)際層面嚴(yán)格管控的。開(kāi)發(fā)人員

13、應(yīng)該在敲定通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，保持與國(guó)防部頻譜辦事處保持密切聯(lián)系。無(wú)人地面系統(tǒng)的遠(yuǎn)程遙控要求在視距和超視距條件下進(jìn)行協(xié)調(diào)，進(jìn)而提供對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)的態(tài)勢(shì)感知和偵察。對(duì)受限空間進(jìn)行實(shí)時(shí)成像則要求大帶寬。因而，頻譜的可用性是無(wú)人地面系統(tǒng)執(zhí)行各種任務(wù)的關(guān)鍵。DARPA的下一代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃表明了動(dòng)態(tài)頻譜接入的可行性?；卩徑到y(tǒng)實(shí)際使用或未使用的某些頻段，動(dòng)態(tài)頻譜接入能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)頻段。該計(jì)劃的難點(diǎn)在于：電子對(duì)抗下的脆弱性，與現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行集成的代價(jià)，標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)（涉及法規(guī)方面），以及共站點(diǎn)的干擾。4.3.11 波形通用數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)撬袡C(jī)載有人和無(wú)人平臺(tái)的國(guó)防部標(biāo)準(zhǔn)波形。通用數(shù)據(jù)鏈（現(xiàn)有5類變體）的波形參數(shù)允許終端工作在S

14、, C, X, Ku, 和 Ka波段。其他的一些頻段也正在考慮中（見(jiàn)圖16）。當(dāng)前計(jì)劃要求通用數(shù)據(jù)鏈具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的能力。近期規(guī)劃中，計(jì)劃加入現(xiàn)代密碼學(xué)方案、動(dòng)態(tài)自適應(yīng)波形參數(shù)以及抗干擾、低截獲/低檢測(cè)要求。中期規(guī)劃（2019年）要求具有新的網(wǎng)絡(luò)能力（例如，自恢復(fù)與自組織，ad-hoc網(wǎng)絡(luò)，中斷容錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)以及動(dòng)態(tài)多接入網(wǎng)絡(luò)管理）。長(zhǎng)期規(guī)劃（2020年后）將發(fā)展基于自主策略的網(wǎng)絡(luò)管理和認(rèn)知通用數(shù)據(jù)鏈。圖16 可能支持的頻段范圍4.3.12 MIMO系統(tǒng)MIMO是一種成熟的技術(shù)，目前被應(yīng)用在商用的第四代（4G）移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)。測(cè)試的數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)300 Mbps。MIMO結(jié)合了信息論、前向糾錯(cuò)編碼、信號(hào)

15、處理和傳播理論等多項(xiàng)內(nèi)容；因此，MIMO和空時(shí)編碼的數(shù)學(xué)是非常復(fù)雜的。MIMO使用多徑傳輸（雖然它們不一定是獨(dú)立的），每條路徑以更低的數(shù)據(jù)率進(jìn)行傳輸。利用空時(shí)編碼和容量?jī)?yōu)化來(lái)獲得總體的高數(shù)據(jù)傳輸率。評(píng)估良性和應(yīng)力條件下的性能。隨著電子、接口設(shè)計(jì)和自適應(yīng)協(xié)議等技術(shù)的發(fā)展，自組織和自修復(fù)網(wǎng)絡(luò)將使得未來(lái)的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)能夠在多平臺(tái)、多傳感器網(wǎng)絡(luò)中工作。4.3.13 電磁環(huán)境效應(yīng)4.3.14 光通信在無(wú)人系統(tǒng)通信中使用激光通信可以提高目標(biāo)檢測(cè)能力，提高抗干擾性能，提高穩(wěn)健的LPI/LPD，并降低通信子系統(tǒng)之間的電磁環(huán)境干擾。光通信系統(tǒng)的發(fā)展受到了大氣吸收的阻礙，但是它們提供更大的帶寬（每秒數(shù)Gb）能力。視

16、距光連接已經(jīng)成功地展示在鏈路范圍超過(guò)50公里?？梢詰?yīng)用于固定位置、空對(duì)空船對(duì)船的場(chǎng)景。理論估算表明，在斜距高達(dá)100公里的條件下，空中到地面的鏈接速率高達(dá)100 Mbit/s（取決于大氣條件）。由于這種系統(tǒng)極窄的波束寬度，保持定位精度和移動(dòng)的無(wú)人系統(tǒng)將是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)（2020年之后）。最近完成的DARPA項(xiàng)目“自由空間光學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)”，采用混合光纖/射頻通信技術(shù)和顯示空對(duì)空（ 200公里范圍內(nèi)；數(shù)據(jù)率為3 GB /秒到6 GB /秒）和空對(duì)地（ 130公里距離；數(shù)據(jù)率為3 GB /秒到9 GB /秒）的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。4.3.15 先進(jìn)導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展DARPA正在研究?jī)深愡\(yùn)動(dòng)學(xué)（即，沒(méi)有力平衡

17、）的先進(jìn)導(dǎo)航策略，預(yù)計(jì)可以提供顯著的改善效果。高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（PINS）計(jì)劃旨在利用超冷原子干涉儀作為一種替代GPS的方案。在過(guò)去的二十年中，原子物理學(xué)的進(jìn)步使得科學(xué)家們能夠更好地控制原子的外部量子態(tài)，包括人為生產(chǎn)來(lái)自超冷原子的物質(zhì)波。這種進(jìn)步使得物質(zhì)波干涉技術(shù)（包括高精度原子加速度計(jì)和陀螺儀）可以用來(lái)測(cè)量作用于物體上的力的大小。該計(jì)劃旨在利用這種技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)一個(gè)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，該導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)該有極低的漂移率，從而解決許多科學(xué)和技術(shù)的難題。由于這種創(chuàng)新完全是一個(gè)慣性系統(tǒng)，它將不需要與平臺(tái)之間進(jìn)行輸入輸出，從而使得不依賴外界信息的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)具有接近GPS的精度，在未來(lái)軍事潛艇，飛機(jī)，導(dǎo)彈可以廣泛

18、應(yīng)用。該計(jì)劃已經(jīng)開(kāi)發(fā)了改進(jìn)的重力梯度儀，加速度計(jì)，陀螺儀，即原子在參考一個(gè)近乎完美的慣性系（無(wú)傳感器的情況下）和激光/原子物理的相互作用確定慣性框架和傳感器之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。利用光學(xué)波前來(lái)確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而決定了傳感器的高精度。高動(dòng)態(tài)范圍原子（傳感器）（HiDRA）計(jì)劃旨在開(kāi)發(fā)用于動(dòng)態(tài)平臺(tái)的緊湊型傳感器。其中，慣性測(cè)量單元（IMU）將提供20米/小時(shí)的精度。相比于傳統(tǒng)的傳感器，它能夠?yàn)榧铀俣扔?jì)和陀螺儀的提供一種共用技術(shù)，在高G值環(huán)境中具有高靈敏度和線性度，且制造和維修成本低。與PINS II傳感器相比，高動(dòng)態(tài)范圍原子能夠提供用于多軸，高操作，緊湊的傳感器頭，集成激光系統(tǒng)/傳感器頭，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣

19、列計(jì)時(shí)系統(tǒng)的高重復(fù)率操作，原子捕獲，短調(diào)制周期的散射光抑制，以及多脈沖分束器（可選）。4.3.16 GPS性能改進(jìn)國(guó)家地理空間情報(bào)局已經(jīng)出了高精度的估計(jì)和預(yù)測(cè)的軌道和時(shí)鐘（EPOCHA）實(shí)時(shí)軟件來(lái)對(duì)GPS軌道/時(shí)鐘進(jìn)行估計(jì)。這使得許多平臺(tái)的更高精度的GPS定位成為可能。利用國(guó)家地理空間情報(bào)局的EPOCHA產(chǎn)品能夠提供更多的當(dāng)前高速率信息來(lái)提高位置估計(jì)精度。這種概念已經(jīng)在后處理中進(jìn)行驗(yàn)證，并且結(jié)果證實(shí)了精度的提高。是否將其納入現(xiàn)有的或未來(lái)的系統(tǒng)中仍處于探討階段。EPOCHA對(duì)軍用平臺(tái)的實(shí)時(shí)支持的初始作戰(zhàn)能力為2014年度，具有5分鐘的消息更新率。全面作戰(zhàn)能力（FOC）預(yù)計(jì)在2016年度，具有30

20、秒的消息更新率。許多無(wú)人系統(tǒng)通過(guò)GPS進(jìn)行定位、導(dǎo)航和定時(shí)。目前，國(guó)防部要求GPS具有可選擇性的反欺騙模塊，該模塊通過(guò)GPS數(shù)據(jù)加密和衛(wèi)星身份驗(yàn)證提高了GPS的穩(wěn)健性。在不久的將來(lái)，軍用GPS將升級(jí)為M碼GPS。M碼信號(hào)提供了更好的抗干擾性能，增強(qiáng)了身份驗(yàn)證、保密性和密鑰分發(fā)功能。與之前的系統(tǒng)不同，M碼GPS可以獨(dú)立利用M碼信號(hào)來(lái)進(jìn)行定位、導(dǎo)航和定時(shí)，而不必依賴于GPS來(lái)定位。4.3.17 成本效益考慮4.3.18 未來(lái)發(fā)展方向由于無(wú)人系統(tǒng)為作戰(zhàn)部隊(duì)帶來(lái)的巨大力量，可以預(yù)計(jì)其通信系統(tǒng)能力將有一個(gè)持續(xù)不斷增長(zhǎng)的需求。這些需求包括，一個(gè)操作員能夠?qū)Χ鄠€(gè)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，而無(wú)人系統(tǒng)則自主執(zhí)行許多分配的任務(wù)。未來(lái)的通信設(shè)備必須是簡(jiǎn)單的即插即用的載荷，能夠容易、快速、低成本地修改/更新和/或升級(jí)，并具有全球連接能力（例如，網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)中心）確保從任何國(guó)防部授權(quán)的用戶中快速發(fā)現(xiàn)和利用任務(wù)信息。4.3.19 移動(dòng)技術(shù)移動(dòng)技術(shù)的目標(biāo)在于快速現(xiàn)成的政府應(yīng)用開(kāi)發(fā)；計(jì)算平臺(tái)向平板電腦和智能手機(jī)過(guò)渡；4G蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施傳播情報(bào)，數(shù)據(jù)和語(yǔ)音傳輸。通過(guò)使用商業(yè)開(kāi)發(fā)和支持的設(shè)備，能夠大大節(jié)省經(jīng)費(fèi)。4.3.20 總結(jié)未來(lái)無(wú)人系統(tǒng)通信基礎(chǔ)設(shè)施面臨的挑戰(zhàn)可以采取以下幾步措施。（1）通過(guò)集中化管理來(lái)降低無(wú)人系統(tǒng)的耗費(fèi)。指揮