[科普中国]-任务载荷规划

任务载荷规划是指对任务执行过程中各种任务载荷的工作状态和使用方式进行规划。

定义对任务执行过程中各种任务载荷的工作状态和使用方式进行规划。1

任务载荷任务载荷，是指那些装备到无人机上为完成任务的设备，包括执行电子战、侦察和武器运输等任务所需的设备，如：信号发射机、传感器等；但不包括飞行控制设备、数据链路和燃油等。无人机的任务载荷的快速发展极大地扩展了无人机的应用领域，无人机根据其功能和类型的不同，其上装备的任务载荷也不同。

任务载荷是战术无人侦察机的关键部分，不仅在重量上占无人机全重较大比重，而且也在成本上占据了无人机成本的大部分。以高性能、高成本的美军“全球鹰”、“捕食者”无人侦察机为例，其任务载荷的成本分别占其总成本的1/4和1/2，对于结构相对简单、造价更加低廉的战术无人机来说，这一比例不会低于以上数字。2

国内外发展现状20世纪80年代，外军开始研究时示器任务规划系统。海湾战争期问，任务规划系统首次被使用;阿富汗战争和伊拉克战争中，美军更是广泛使用了任务规划系统。美国的陆、海、空三军都装备有不同类型的任务规划系统，其中战术级任务规划系统有美国空军的战术级任务支援系统，美国海军的战术飞机任务规划系统、战术EA-6B任务规划系统等。

任务规划系统中的任务载荷规划是在评估生成威胁空问、形成匕行计划的基础上，根据所执行任务的具体要求以及可用载荷类型和数量、必经路径点等约束条件，利用战场气象环境、载荷功能性能、目标属性特点等基础数据，规划任务载荷的配置、开关机时间、侦察/发射角度、参数设置等，形成与路径点相关的载荷行为和模式规划，并包含在路径规划文件中。

相对国外的先进任务规划系统而言，我国任务规划领域起步较晚，发展程度相对薄弱。在无人机任务载荷规划方面，主要以人工分析任务要求、结合实际应用经验进行规划为主，白动化程度不高，规划流程和结果表示不规范，相关技术也需要进一步深入研究。

无人侦察机任务载荷规划流程分析数据准备和约束分析在进行任务载荷规划前，应充分收集、分析和准备相关数据，主要包括战场地理气象环境数据、敌方威胁和目标数据、我方平台和载荷性能数据三类，具体为：

（1）对执行任务产生影响的云、雨、雾、风等气象状况数据;

（2）任务执行区域地形、地貌、地物等战场地理环境数据;

（3）任务执行区域敌雷达探测范围和防空火力分布、限制区、禁飞区等战场威胁数据;

（4）目标位置、数量、运动特性（如固定目标、机动目标等）、隐蔽特性、分布情况等;

（5）可用平台的型号、续航时间、升限、爬升率等，可用载荷的类型、性能、型号、数量、备件情况全盘不寸。

在任务载荷规划前及规划中还应考虑若干约束条件，主要包括:

（1）无人机应飞的关键航路点;

（2）平台物理性能约束，如无人机的机动能力、挂载能力等;

（3）平台携带燃料总量、时间约束等;

（4）成像质量要求、信号质量要求等;

（5）多机协同侦察时还要考虑协作性要求。

任务载荷规划流程无人侦察机任务载荷规划的流程分为两个过程:由上级无人机指挥信息系统进行的概略规划和无人机任务控制站进行的详细规划。

（1）任务载荷概略规划

无人机指挥信息系统接收包含无人机作战任务的作战命令，分解出无人机兵力的作战任务，形成无人机作战计划，内容包括:任务目标或区域、关键的航路点或航线、任务执行时问范围、无人机兵力编成、侦察效果要求等。同时，根据数据库中存储的作战区域基本气象、环境数据以及无人机需要完成的作战任务，分析所需搭载的任务载荷类型，例如作战任务为日问侦察，战区为沙尘气候，建议搭载SAR成像传感器和可见光成像传感器。

（2）任务载荷详细规划

无人机任务控制站接收上级指挥信息系统生成的无人机作战计划，根据本地数据库中存储的无人机平台当前的物理性能参数（最大拐弯角、最大爬升/俯冲角、升限、最低时示高度、续航能力、低空加速性能等）、战场威胁数据（敌对空探测包络、敌防空火力范围、限制区域、禁飞区域等），以及本地接收的情报保障数据和战场态势数据，结合无人机飞行的燃料总量、时间约束等，对无人侦察机的飞行航路进行详细规划。

根据无人机作战计划以及飞行航路规划结果，针对目标/任务区域地理环境、气象状况、目标特性、侦察载荷性能等，考虑成像质量、信号侦察质量等约束，选择适宜的载荷型号和工作模式，规划载荷侦察的最佳路径，确定与路径点相关的载荷动作（开关机、调整视角、调节焦距、调节分辨率、设置瞄准模式、切换侦收频率等）。在侦察载荷规划过程中，可能发现原有的航路规划难以满足成像高度、成像角度、分辨率等要求，需要对航路规划进行调整，例如降低时示高度、调整部分航路点、降低时示速度等。通过交互调整，使侦察载荷规划与飞行航路规划达到协调统一，以满足作战任务要求。

最后，侦察载荷规划与飞行航路规划结果合并表示为一系列航路点及各个点上执行的载荷动作，并采用标准格式输出。3

本词条内容贡献者为:

尹维龙 - 副教授 - 哈尔滨工业大学