任務載荷規劃

任務載荷規劃是指對任務執行過程中各種任務載荷的工作狀態和使用方式進行規劃。

基本介紹

• 中文名：任務載荷規劃
• 外文名：payload planning
• 一級學科：航空航天
• 二級學科：無人機技術
• 定義：規劃任務載荷工作狀態和使用方式
• 任務載荷：裝備到無人機上為完成任務的設備

定義

對任務執行過程中各種任務載荷的工作狀態和使用方式進行規劃。

任務載荷

任務載荷，是指那些裝備到無人機上為完成任務的設備，包括執行電子戰、偵察和武器運輸等任務所需的設備，如：信號發射機、感測器等；但不包括飛行控制設備、數據鏈路和燃油等。無人機的任務載荷的快速發展極大地擴展了無人機的套用領域，無人機根據其功能和類型的不同，其上裝備的任務載荷也不同。

任務載荷是戰術無人偵察機的關鍵部分，不僅在重量上占無人機全重較大比重，而且也在成本上占據了無人機成本的大部分。以高性能、高成本的美軍“全球鷹”、“捕食者”無人偵察機為例，其任務載荷的成本分別占其總成本的1/4和1/2，對於結構相對簡單、造價更加低廉的戰術無人機來說，這一比例不會低於以上數字。

國內外發展現狀

20世紀80年代，外軍開始研究時示器任務規劃系統。海灣戰爭期問，任務規劃系統首次被使用;阿富汗戰爭和伊拉克戰爭中，美軍更是廣泛使用了任務規劃系統。美國的陸、海、空三軍都裝備有不同類型的任務規劃系統，其中戰術級任務規劃系統有美國空軍的戰術級任務支援系統，美國海軍的戰術飛機任務規劃系統、戰術EA-6B任務規劃系統等。

任務規劃系統中的任務載荷規劃是在評估生成威脅空問、形成匕行計畫的基礎上，根據所執行任務的具體要求以及可用載荷類型和數量、必經路徑點等約束條件，利用戰場氣象環境、載荷功能性能、目標屬性特點等基礎數據，規劃任務載荷的配置、開關機時間、偵察/發射角度、參數設定等，形成與路徑點相關的載荷行為和模式規劃，並包含在路徑規劃檔案中。

相對國外的先進任務規劃系統而言，我國任務規劃領域起步較晚，發展程度相對薄弱。在無人機任務載荷規劃方面，主要以人工分析任務要求、結合實際套用經驗進行規劃為主，白動化程度不高，規劃流程和結果表示不規範，相關技術也需要進一步深入研究。

無人偵察機任務載荷規劃流程分析

數據準備和約束分析

在進行任務載荷規劃前，應充分收集、分析和準備相關數據，主要包括戰場地理氣象環境數據、敵方威脅和目標數據、我方平台和載荷性能數據三類，具體為：

（1）對執行任務產生影響的雲、雨、霧、風等氣象狀況數據;

（2）任務執行區域地形、地貌、地物等戰場地理環境數據;

（3）任務執行區域敵雷達探測範圍和防空火力分布、限制區、禁飛區等戰場威脅數據;

（4）目標位置、數量、運動特性（如固定目標、機動目標等）、隱蔽特性、分布情況等;

（5）可用平台的型號、續航時間、升限、爬升率等，可用載荷的類型、性能、型號、數量、備件情況全盤不寸。

在任務載荷規劃前及規劃中還應考慮若干約束條件，主要包括:

（1）無人機應飛的關鍵航路點;

（2）平台物理性能約束，如無人機的機動能力、掛載能力等;

（3）平台攜帶燃料總量、時間約束等;

（4）成像質量要求、信號質量要求等;

（5）多機協同偵察時還要考慮協作性要求。

任務載荷規劃流程

無人偵察機任務載荷規劃的流程分為兩個過程:由上級無人機指揮信息系統進行的概略規劃和無人機任務控制站進行的詳細規劃。

（1）任務載荷概略規劃

無人機指揮信息系統接收包含無人機作戰任務的作戰命令，分解出無人機兵力的作戰任務，形成無人機作戰計畫，內容包括:任務目標或區域、關鍵的航路點或航線、任務執行時問範圍、無人機兵力編成、偵察效果要求等。同時，根據資料庫中存儲的作戰區域基本氣象、環境數據以及無人機需要完成的作戰任務，分析所需搭載的任務載荷類型，例如作戰任務為日問偵察，戰區為沙塵氣候，建議搭載SAR成像感測器和可見光成像感測器。

（2）任務載荷詳細規劃

無人機任務控制站接收上級指揮信息系統生成的無人機作戰計畫，根據本地資料庫中存儲的無人機平台當前的物理性能參數（最大拐彎角、最大爬升/俯衝角、升限、最低時示高度、續航能力、低空加速性能等）、戰場威脅數據（敵對空探測包絡、敵防空火力範圍、限制區域、禁飛區域等），以及本地接收的情報保障數據和戰場態勢數據，結合無人機飛行的燃料總量、時間約束等，對無人偵察機的飛行航路進行詳細規劃。

根據無人機作戰計畫以及飛行航路規劃結果，針對目標/任務區域地理環境、氣象狀況、目標特性、偵察載荷性能等，考慮成像質量、信號偵察質量等約束，選擇適宜的載荷型號和工作模式，規劃載荷偵察的最佳路徑，確定與路徑點相關的載荷動作（開關機、調整視角、調節焦距、調節解析度、設定瞄準模式、切換偵收頻率等）。在偵察載荷規划過程中，可能發現原有的航路規劃難以滿足成像高度、成像角度、解析度等要求，需要對航路規划進行調整，例如降低時示高度、調整部分航路點、降低時示速度等。通過互動調整，使偵察載荷規劃與飛行航路規劃達到協調統一，以滿足作戰任務要求。

最後，偵察載荷規劃與飛行航路規劃結果合併表示為一系列航路點及各個點上執行的載荷動作，並採用標準格式輸出。