在和行業內人員溝通的時候，經常會聽到“航電”、“航電系統”這樣的字眼。筆者一直搞不清其嘴里的“航電”都包括什么，又不好意思細問，心里一直有這個結，誰讓咱不是飛行器設計、慣導這些“科班”出身的呢，專業名詞還是有所欠缺啊！后來，經過搜索和研究，筆者可以說是搞懂這個問題了。 ? 所謂無人機的航電系統是無人機的核心的部件之一，通過該無人機的航電系統可以實現對無人機的控制、以及對周圍環境的監測。現有的無人機的航電系統包括飛行控制電路板、無線通信電路板、以及各種傳感器等許多電子零部件。 ? 還不是很清晰，那么，再專業一點的定義就是：無人機航電系統（即航空電子系統），一般是指無人機所包括的通信、導航、探測偵察、飛行控制等在內的機載軟硬件設備，能夠為無人機執行導航引導、測控傳輸、飛行控制、情報偵察等多種任務提供必要的保障。 ? 這么看來，可以通俗地概括下：無人機的航電系統就是指其電子部分，電池、發動機這些算動力系統。筆者以前給別人介紹什么，會說自己做過飛控開發、做過云臺開發以及數傳什么的，現在可以簡短地回答：“我做過無人機航電系統開發。”是不是，瞬間感覺格局和逼格就高了呢！ ?

從目前情況來看，無人機航電系統主要包括：

1、導航系統。為無人機提供實時的高精度位置、高度、航速、姿態、航向等導航數據，一方面滿足無人機安全飛行、準確抵達任務區域等要求，另一方面也為無人機執行對地跟蹤、觀測、成像等任務提供必要的姿態和其它運動輔助數據。

當前無人機導航系統的主流是采用GPS、慣性導航系統（INS）、大氣數據系統等傳感器，并在此基礎上實現不同形式的組合導航，從而實現更高精度的無人機導航定位。對于部分小型無人機和微型無人機，從低成本的角度考慮，一般采用GPS、磁航向傳感器、基于MEMS的慣性傳感器等實現導航定位。

2、測控通信和數據鏈系統。主要為無人機與地面站、中繼機和其它武器系統之間提供指令交互和信息傳輸的無線通信鏈路。一般的數據鏈可以實時的將無人機的飛行狀態參數和載荷參數傳輸到地面站，為地面任務控制站對無人機進行任務規劃和實時指揮提供必要的依據，此外它可將地面任務控制站生成的無人機飛行和任務指令上傳到無人機，確保無人機接收地面的指揮。

3、偵察載荷。是指無人機未完成相關情報、監視和偵察任務所攜帶的雷達、光電/紅外、信號偵察等類型的各類載荷。從目前情況來看，無人機攜帶的偵察載荷主要包括光電類、雷達類和信號情報偵察類三類載荷。其中，光電類載荷主要負責完成戰場低空近距離偵察、目標監視跟蹤、提供圖像情報并支持機載激光武器精確瞄準和打擊，光電載荷一般以機載光電吊艙為安裝形式；雷達類載荷一般是指可由無人機攜帶的合成孔徑和動目標顯示（SAR和MTI）的機載雷達。雷達類載荷主要用于完成對地成像、重要部門探測跟蹤，從而掌握較大范圍內的地面態勢、地理信息等情報，為相關決策提供必要支持；信號情報偵察載荷主要是指無人機所攜帶的可對地面雷達、通信等輻射源進行偵收、信號收集和參數測量的機載設備，它一般可對地面的無線電輻射源進行長期偵聽，提取關鍵參數，對輻射源進行測向和定位，從而為信號情報（SIGINT）提供必要的基礎數據。

4、地面任務控制系統。地面任務控制系統是無人機遂行各類作戰任務的關鍵環節。地面任務控制系統的主要職能是完成對無人機飛行狀態、載荷狀態和工作狀態進行實時監控管理，保障無人機高效、安全、可靠遂行其所承擔作戰任務的系統。現代無人機任務控制系統的重點是解決無人機遂行作戰任務過程中所面臨的信息綜合與決策優化問題，主要是在復雜戰場條件下，輔助無人機操作員和指揮員實現對無人機的狀態監視、飛行操縱、任務規劃和機載任務設備遠程控制，為無人機操作人員提供必要的態勢感知能力，確保無人機能夠在相關人員控制下安全、高效的完成相關任務。

以美國“全球鷹”無人機為例，該型無人機地面任務系統主要由發射回收單元、任務控制單元和地面通信設備組成。其中，發射回收單元通過UHF、L等頻段上的無人機通信鏈路，實時獲取無人機下行的飛行狀態參數和系統狀態數據，保持地面控制系統與無人機的通信聯絡；任務控制單元根據數據鏈路提供的相關信息，完成無人機實時任務規劃，合理安排飛行過程中的數據傳輸和載荷調度，根據實際任務需要制定合理的飛行路徑，對主要機載任務載荷進行監控和遠程控制；地面通信設備主要用于實現任務控制單元與地面其它部門之間的數據和語音通信。其中，任務控制單元內部通常具有4個工作員操作席位，包括：無人機操作員工作席位，通信管理工作席位，任務規劃工作席位和傳感器數據處理工作席位。

? 還是舉例說明吧。北京航通天下科技有限公司的無人機航電產品針對無人機對低重量、尺寸和功耗(SWaP)的要求而研發，產品分為幾大類：無人機專用ADS-B、無人機C2數據鏈、無人機飛控、自主導航GPS信號源、無人機避障雷達等。 ?

無人機專用ADS-B 微型無人機專用ADS-B系列產品滿足當前和未來對無人機的監管和空中交通避撞需求，是無人機交通管理(UTM)和超視距飛行(BVLOS)的重要技術支撐。全系列產品都做到低功耗、小型化，功耗和重量不影響無人機的載荷和續航。設計滿足無人機航電適航要求，按照功能產品分為ADS-B應答機、ADS-B接收機、無人機專用GPS，提供不同發射功率和功能的多種型號。? ?】?某型中大型固定翼無人機選用ADS-B設備。其提出的技術要求是應答機是全功率(250W)發射的，必須支持A/C，S模式的ATC應答和DF-17模式的ADS-B廣播，同時體積盡量要小、高穩定性和一致性、易于集成和配置。

無人機C2數據鏈?=?SkyLine是一個基于云的指揮和控制網絡，結合了機隊管理、鏈路健康監控、檢測和避撞以及多個數據鏈網絡間的無縫切換，集中管理不同類型和不同頻率的C2數據鏈基礎設施，為BVLOS飛行提供可靠的C2數據鏈支持。 SkyLine支持ADS-B“欺騙”檢測。通過驗證單個飛機ADS-B信號確實來自飛機，而不是作為偽造或欺騙信號的手段進行廣播，為飛行員和管制員提供了信心。SkyLine組成了一個先連后斷可自我修復的數據鏈網絡，網絡包含LTE、ISM(902~928MHz)、C波段(5030~5091MHz) 三種數據鏈類型的多個數據鏈地面站，利用路徑分集（多種數據鏈）和鏈路分集（多個數據鏈頻率）的手段確保數據鏈連接永遠不會丟失。

C波段是唯一一種專門用于無人機指揮控制的受航空頻率保護的數據鏈頻段，符合最新修訂的RTCA DO-362A標準以及即將修訂完成的FAA TSO-C213a適航標準。 SkyLine系統硬件包括機載數據鏈系統(ARS)和地面數據鏈系統(GRS)，符合RTCA DO-362A和FAA TSO-C213a定義的航空行業標準規范。專注于關鍵的安全信息傳輸，以實現可靠、確定性、低延遲和可認證的數據鏈和BVLOS操作。

?無人機飛控 George是一款滿足適航標準的高性能飛控，基于開源飛控項目AutoPilot開發。George的硬件設計符合DO-160G, MIL-810H, DO-178C, DO-254 DAL C標準。George集成套件，集成了uAvionix的航空級GPS、ADS-B探測及避讓系統、C2數據鏈，使客戶能夠滿足超視距(BVLOS)飛行的安全認證要求，適用于小型運營商以及要求認證的商業客戶，為客戶簡化集成，提升性能、完整性和可靠性，節省時間和費用。

=?自主導航GPS信號源 truFYX可確保您的自動駕駛儀和ADS-B系統使用高完整性導航數據，經過TSO適航認證，為UAS操作帶來航空級標準和可靠性的GPS定位源。 =

無人機避撞雷達

無人機微型避障雷達可以探測任何地面障礙物，包括建筑物、山峰、信號塔和天線、 樹木、塔吊等，也可以探測飛行中的飛機，從而實現空中避障和飛機避撞。可以使無人機系統(UAS)探測飛行路徑上的潛在危險。檢測到的物體可以立即傳遞給機載飛行控制器進行自動回避控制。或者，當存在碰撞風險時，所有障礙物的相對位置可以通過無人機數據鏈發送給地面飛行控制器。除了測量要避免的潛在障礙物的相對位置外，雷達還直接測量相對速度。這樣可以識別沒有碰撞危險的遠離物體，從而避免無人機啟動避撞操作。全固態雷達不包含活動部件，具有完全電子波束控制天線陣列。設計符合無人機對低重量、尺寸和功耗(SWaP)的要求。 =?是的，北京航通天下科技有限公司把無人機飛控、GPS、數據鏈、ADS-B、避障雷達都當作航電產品。這是和我的理解相一致的，畢竟都是無人機上的電子設備嘛。 ? 搞清楚了無人機航電系統的組成，就可以分析其發展趨勢了： ? 在無人機導航方面，隨著無人機尺寸的增加、航時的不斷增長和作戰半徑的增加，


現代無人機導航系統越來越體現出高精度、高可靠性的特點，以美軍RQ-4A全球鷹無人機為例，其導航系統要求具備及其優良的定位精度和姿態測量精度，從而滿足其所攜帶的復雜光學電子偵察設備的使用要求。目前全球鷹無人機的導航系統主要包括美國Kearfott公司研制的KN4072 INS／GPS導航系統、大氣數據系統和綜合任務管理計算機（IMMC）。其導航系統同時配置了兩套相同的硬件設備，以形成系統冗余。此外，導航系統還內置了必要的導航信息融合算法和相關的故障檢測隔離算法，從而保障系統運行的精確性和可靠性。IMMC的特點加強了導航系統的容錯性與可靠性，保證了全球鷹能夠應付多變的飛行環境和惡劣的任務環境考驗。 ? 在無人機數據鏈方面。為了提供高速率、高抗干擾能力等無人機數據鏈，當前國外圍繞不同類型無人機先后研制了多型無人機數據鏈。如全球鷹無人機裝備了多種數據鏈鏈路，包括兩種視距數據鏈和兩種衛通數據鏈等。目前最為常見的視距數據鏈是美軍的戰術通用數據鏈（TCDL），它工作在Ku頻段，能夠支持最大200kb/s的上行數據速率和45Mb/s的下行數據速率。目前該數據鏈正逐步成為美軍和北約數據鏈的標準配置。目前，無人機數據鏈正在向著低成本、高可靠性、小型化和能夠支持上下行加密的更加安全的方向發展。 ?


在無人機機載雷達方面，正在朝著多功能、小型化的方向發展。以全球鷹無人機配備的多平臺雷達技術嵌入計劃 ( MP-RTIP)雷達為例，該雷達是當前最先進的X波段有源相控陣雷達之一。能夠執行探測、跟蹤、靜止移動目標識別等多種任務。它能夠提供高分辨率的地形合成圖像，即采用合成孔徑模式對地進行測繪，獲取的條帶是偵察照片的分辨率可達1米，聚束式合成照片的分辨率可達0.3米，能夠準確識別包括飛機、導彈發射車等多種類型的地面目標，為指揮員提供直觀的戰場態勢感知能力。此外，該雷達支持對空和對地兩種工作模式，能夠對低空飛行段的巡航導彈目標進行連續跟蹤。

在無人機光電/紅外載荷方面，小型化、模塊化和多傳感器集成的能力正在不斷提升。其中，無人機機載光電/紅外吊艙正加快使用包括制冷型紅外器件在內的多種先進光電傳感器，紅外探測器向著多波段、大面陣、高靈敏度發展，使得綜合探測性能不斷提升。此外，集成度不斷提升，以加拿大L3-Wescam公司生產的MX系列光電吊艙為例，該吊艙最大可裝載十余種傳感器，除了可見光電視、中波制冷紅外、激光測距機以外，還能裝載低照度攝像機、短波紅外熱像儀等作為選配方案，運用圖像融合技術，實現寬譜段、多波段目標探測。同時，由于集成了IMU/GPS，實現目標定位功能。裝載激光照明、激光指示、激光標識和光斑跟蹤器，使無人機系統具備多平臺協同作戰能力。

在無人機地面任務控制系統方面：一是具有更加全面的互操作能力。隨著無人機技術的不斷發展和應用的不斷深入，地面任務控制系統將具有越來越好的兼容互操作能力。這類系統一般采用開放式體系架構，能夠兼容、接入多種不同類型的數據接口和協議標準，能夠支持多種機型的實時監控、多類載荷的實時管理和多種數據鏈路的接收處理，實現少數地面站點即可對多架、多型無人機進行有效的任務管理，從根本上提高無人機系統的使用效費比。


二是具有更加智能的人機交互能力。為操縱人員提供更加全面、清晰、直觀和友好的人機操作接口，從而進一步改善人員操作體驗，降低操作人員工作負擔，確保飛行安全和任務效率。以雷神公司的UCS系統為例，該系統采用沉浸顯示技術，為控制人員營造一個高逼真度的駕駛艙環境，并充分繼承主流飛機座艙內的飛行儀表和參數顯示界面風格，使操作員輕松獲得良好的情景意識能力，在較低工作負擔下同時操控多達八個異構的空中無人平臺。

三是具有更加強大的任務規劃能力。隨著無人機態勢感知能力的不斷增強，未來的地面任務控制系統將能夠更加高效便捷的承擔任務規劃任務，提供更強清晰、準確的全局人機接口，能夠實現地形、航路、起降機場、跑道、障礙物、載荷狀態、飛行參數等要素的一體化呈現，從而為指揮人員帶來更加全面的視覺體驗和三維態勢感知。同時，系統應采用開放式軟件架構，基于構件化的方式提供涉及航路、載荷、任務、性能、戰術等多種類型的任務優化計算服務，從而更好的提供包括航路規劃、載荷配置、性能計算、鏈路管理、模擬訓練等在內的實時任務管理能力，具備快速任務規劃和決策能力。