來源：中國軍網(wǎng)-解放軍報 責(zé)任編輯：郭妍菲 發(fā)布：2026-03-25 08:20:07
嘗試擺脫對衛(wèi)星等信號的過度依賴——
自行導(dǎo)航無人機發(fā)展勢頭迅猛
■張愛峰 王奕陽 劉一澳
圖①：美國V-BAT無人機。圖②：美國“黑寡婦”戰(zhàn)術(shù)偵察無人機。圖③：烏克蘭Twist Robotics公司推出的視覺導(dǎo)航模塊。圖④：美國RQ-20無人機。圖⑤：俄羅斯KVN光纖無人機。
今年1月，烏克蘭初創(chuàng)公司Twist Robotics推出了一套不依賴衛(wèi)星導(dǎo)航的視覺導(dǎo)航模塊，以解決無人機在衛(wèi)星導(dǎo)航信號被干擾時“迷失方向”的問題。
去年10月，美國陸軍與兩家無人機公司合作，將帕蘭蒂爾公司的視覺導(dǎo)航軟件集成到“黑寡婦”戰(zhàn)術(shù)偵察無人機上，并在無GPS信號條件下對該無人機進行了飛行測試。
這兩種視覺導(dǎo)航系統(tǒng)的現(xiàn)身，是自行導(dǎo)航無人機快速發(fā)展的縮影。目前，除了這兩國，其他國家如俄羅斯、以色列等也在推進相關(guān)項目。
那么，什么是自行導(dǎo)航無人機？它為何突然得到快速發(fā)展？其發(fā)展現(xiàn)狀與未來動向如何？請看本期解讀。
電子戰(zhàn)威脅越來越大是直接推手
隨著無人機大量進入現(xiàn)代戰(zhàn)場并取得顯著戰(zhàn)果，如何對其進行有效反制成為各國研究的重點。
針對相當(dāng)一部分無人機是依靠衛(wèi)星系統(tǒng)定位導(dǎo)航以及通過無線電通信鏈路進行操控的實際，一些國家把反制的目光聚焦在外部通信信號這個無人機的“七寸”上。
通過電子戰(zhàn)來反制無人機，在戰(zhàn)爭實踐中被證明是一種有效方法。俄烏沖突中，大量無人機因此遭到損毀。據(jù)國外一些智庫的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2024年10月底，在有照片和視頻作為依據(jù)的前提下，俄方至少摧毀了15架美制RQ-20無人機，還俘獲了11架該型無人機。這其中，不少是電子戰(zhàn)手段取得的戰(zhàn)果。
此類作戰(zhàn)的有效性，證明了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)并非絕對可靠，也推動著無人機技術(shù)的發(fā)展和相關(guān)作戰(zhàn)模式的轉(zhuǎn)變——在光纖無人機大量投入使用的同時，一些自行導(dǎo)航無人機相繼問世。
自行導(dǎo)航無人機，并不是全新概念的無人機，而是為了強調(diào)“自行導(dǎo)航”這一功能的融入而給予這類無人機的一種稱謂。它特指不依賴外來導(dǎo)航和通信信號、僅憑機載系統(tǒng)就能自行實現(xiàn)導(dǎo)航定位的無人機。
當(dāng)下，自行導(dǎo)航無人機的異軍突起絕非偶然，反制無人機手段尤其是電子戰(zhàn)手段的威脅越來越大是最直接、最有力的推手。
現(xiàn)代戰(zhàn)場上，電磁頻譜領(lǐng)域的對抗日趨激烈，電子支援、電子干擾、電子欺騙等手段得到廣泛運用，通過衛(wèi)星系統(tǒng)定位導(dǎo)航和無線電通信鏈路來指控的無人機生存空間被大大壓縮，這也是俄羅斯KVN等光纖無人機大量投入戰(zhàn)場的原因。但是，光纖無人機也有短板，例如此類無人機的載荷和光纖長度有限，這使它無法在更遠的距離遂行任務(wù)，其操控人員也可能會因此被發(fā)現(xiàn)并危及生命安全。
相比之下，自行導(dǎo)航無人機在這些方面具有優(yōu)勢：其一，它的導(dǎo)航信息源自機載設(shè)備對環(huán)境的直接感知與數(shù)據(jù)處理，能在一定程度上擺脫對外部電磁信號的依賴。其二，它運用了先進算法，有的甚至融入了人工智能，具有一定的思考、決策能力。其三，它的航程在相當(dāng)程度上僅與動力有關(guān)，對它進行操控的人員相對安全。
先進科技的應(yīng)用為其發(fā)展創(chuàng)造條件
自行導(dǎo)航無人機的現(xiàn)身，與先進算法、人工智能、傳感器融合等科技的運用息息相關(guān)。換句話說，是先進科技的應(yīng)用，為自行導(dǎo)航無人機的發(fā)展提供了條件。
傳感器是無人機的“眼睛”，對自行導(dǎo)航無人機來說更是如此。
傳感器的微型化及相關(guān)整合技術(shù)的發(fā)展，使自行導(dǎo)航無人機可以同時向多種傳感器借力，確定自身位置，并確保這些傳感器在工作時互不干擾。
當(dāng)前，自行導(dǎo)航無人機的傳感器可服務(wù)于不同的機載導(dǎo)航定位系統(tǒng)，如慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、視覺導(dǎo)航與地形匹配系統(tǒng)、激光雷達導(dǎo)航系統(tǒng)等。通過綜合發(fā)揮這些導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)勢，可有效彌補單一導(dǎo)航系統(tǒng)的不足，保證導(dǎo)航的精度和可靠性。
先進算法、人工智能技術(shù)的發(fā)展與深度學(xué)習(xí)模型的引入，奠定了自行導(dǎo)航無人機發(fā)展的技術(shù)根基。人工智能與先進算法的融入，使無人機可以自行獲取和處理大量信息，并在此基礎(chǔ)上生成飛行路徑和策略，減輕后方操控人員壓力，確保在衛(wèi)星和無線電信號突然中斷后無人機繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。以Shield AI公司的V-BAT無人機為例，該機可通過機載的Hivemind系統(tǒng)完成一些復(fù)雜的計算、判斷，在GPS信號被干擾時實時生成3D地圖、規(guī)劃航線，并且“自做決定”遂行一些任務(wù)。
從當(dāng)前自行導(dǎo)航無人機發(fā)展狀況來看，“視覺+慣性”導(dǎo)航成為主流解決方案，且是“慣性導(dǎo)航為基礎(chǔ)，視覺導(dǎo)航為主導(dǎo)”。具體來說，就是充分發(fā)揮慣性測量單元的作用，實時感知無人機姿態(tài)、加速度和角速度變化，估算其相對位置和運動狀態(tài)。同時，運用無人機所搭載的光學(xué)或紅外攝像頭，借助視覺算法，對地面目標進行識別和跟蹤，通過比對預(yù)設(shè)目標特征來定位和調(diào)整飛行路徑。這種組合較為有效。美國陸軍在對加裝視覺導(dǎo)航軟件的“黑寡婦”戰(zhàn)術(shù)偵察無人機進行測試時發(fā)現(xiàn)，該無人機在2.7千米的測試路線上出現(xiàn)的平均位置誤差約為7米。
當(dāng)然，自行導(dǎo)航無人機還會在此基礎(chǔ)上融合其他來源的數(shù)據(jù)，如空速傳感器、激光測距儀等，如此可使導(dǎo)航定位更加準確。
需要強調(diào)的是，這種賦能并不排斥無人機對衛(wèi)星等信號的使用。前不久，以色列兩家科技公司宣布聯(lián)合開發(fā)的一款全?？垢蓴_導(dǎo)航與自主飛行系統(tǒng)，就體現(xiàn)了這一點。該系統(tǒng)讓無人機擁有視覺導(dǎo)航功能，同時可在適當(dāng)時機獲取衛(wèi)星信號，兩者“無縫”切換，互相取長補短，目的是提供更精準的導(dǎo)航，提高無人機的生存力、戰(zhàn)斗力。
通過多維拓能擁有更多用武之地
無人作戰(zhàn)，最高的維度是無人自主作戰(zhàn)。讓無人機擁有自行導(dǎo)航功能，是無人自主作戰(zhàn)的重要能力支撐。從目前來看，自行導(dǎo)航無人機這個概念在今后相當(dāng)長一段時間內(nèi)會繼續(xù)存在，其能力也會在多個層面持續(xù)提升，從而擁有更多用武之地。
首先，自行導(dǎo)航設(shè)備將模塊化、小型化。對一些新研制的無人機來說，由于傳感器較多，系統(tǒng)較為完善，自行導(dǎo)航功能的獲得，更多地由升級軟件來完成。以前研制的無人機獲得該功能，則需要加裝部分硬件。但無論是以前研制的還是新近研發(fā)的，小微型的還是大中型的，對無人機來說，導(dǎo)航定位系統(tǒng)的模塊化、小型化同樣重要。如此，無人機才能搭載更多的武器裝備，遂行更復(fù)雜、更艱巨的任務(wù)。
其次，運用更先進的算法和人工智能。算法和人工智能是自行導(dǎo)航無人機的“大腦”，是“AI飛行員”的主體。隨著反制手段的增多、作戰(zhàn)環(huán)境的日益復(fù)雜化，算法和人工智能也必須不斷升級、拓能，才能確保無人機的“自行導(dǎo)航”功能發(fā)揮應(yīng)有作用。比如，前文提到的Twist Robotics公司推出的視覺導(dǎo)航模塊，可通過機載攝像頭持續(xù)拍攝地形，利用算法識別關(guān)鍵地貌特征，就算“眼底”的戰(zhàn)場已經(jīng)發(fā)生了改觀，也能與已有地圖數(shù)據(jù)進行比對，從而“推算”出無人機位置，再將坐標信息傳輸給飛控系統(tǒng)，助力無人機在強電子干擾環(huán)境中繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。
再次，借用其他渠道和方法來“破局”。今后，各國勢必會進一步探索能確保無人機自行導(dǎo)航的新方法。前些年，一些國家已展開對新型天文導(dǎo)航技術(shù)的探索，如澳大利亞研發(fā)的一種基于星空視覺數(shù)據(jù)的天文導(dǎo)航系統(tǒng)，能為無人機提供無GPS環(huán)境下的替代方案。傳統(tǒng)的地磁導(dǎo)航方式，也可能被再次“喚醒”，優(yōu)化加裝到無人機后，可為保證其在復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境不迷失方向增加一個“新選項”。
本版供圖：陽 舟
版式設(shè)計：謝 安
