無人機導航“變形記”

1903年，萊特兄弟將人類遨游天空的夢想變成了現實，航空器的定位與導航技術也隨之產生。從最開始依賴飛行員目視的“地標領航”，到第一次世界大戰催生出的無線電導航，再到20 世紀60 年代擺脫地面設備依賴的慣性導航系統出現，導航技術現在已經發展為以更先進的慣性導航系統為主、配合全球衛星導航等其他導航方式的組合導航技術，且仍不斷朝著精密化、小型化、低成本和高抗干擾性等方向發展。

伴隨著無人機技術的產生和應用，無人機這種不需要飛行員親涉險境就能圓滿完成任務的低成本飛行器受到了各個國家的廣泛關注和大力發展。為了適應無人機應用的特點和需求，導航技術也得到優化。今天我們就來看看無人機和導航技術經歷了怎樣的發展。

關于第一架無人機的誕生存在多種說法，從導航系統這個角度來看，1917年安裝有世界第一臺自動陀螺穩定器和無線電遙控裝置的美國海軍寇蒂斯N-9 型教練機是世界上第一架無人駕駛航空器。

1903年12月，萊特兄弟駕駛“飛行者1號”成功試飛后，美國發明家斯佩里便對無人駕駛航空器產生了濃烈的興趣。而在當時世人熱衷研制永動機的浪潮中，斯佩里和他的父親意外發明了基于陀螺儀的精確羅盤與穩定器。后來經過對陀螺穩定器的多次改進，他們發現把它安裝在飛機上能夠自動調整飛行姿態，保持飛行穩定。1917年，在美國海軍的支持下，斯佩里將從海軍艦艇改裝來的自動陀螺儀安裝在了寇蒂斯N-9水上飛機上，并最終通過多次飛行試驗，實現了無人駕駛。

一直到1935年之前，所有無人機都無法實現平穩降落，是有去無回的一次性產品，高消耗和低性能制約了那一階段無人機的發展。隨著航空地平儀、方位陀螺儀和轉彎角速度儀等航空技術的發展，1935年，在德哈維蘭虎蛾機基礎上改制而成的“蜂王”無人機問世。它是航空史上第一架可回收無人機，在各大戰場執行廣泛的戰場偵察任務，奠定了無人機高效應用的基礎。

第二次世界大戰期間，由于德國在對英國的空襲任務中頻頻失利，希特勒大力支持V-1無人飛行炸彈項目， 并在1944年成功將其應用于對英國首都倫敦的空襲中。V-1無人飛行炸彈搭載了慣性導航系統，采用陀螺儀確定方向和角速度，用加速度計測試加速度，然后依靠計算飛行的速度、高度和距離來實現預定任務，雖然命中精度不高，但它既是當代巡航導彈的先驅，也是后續幾十年無人飛行炸彈構造的理論基礎。

在越南戰爭中，美軍為收集越軍的情報，尤其是截獲無線電信號，大量使用了瑞安火蜂號無人機。此時的無人機已經開始搭載多普勒雷達和慣性導航系統，可以準確控制飛行和規劃任務航線。越南戰爭期間，靠無人機偵察獲得的情報數量占偵察情報總量的80%。在美軍囂張地利用無人機對我國進行抵近偵察的同時，我們也根據擊落的瑞安火蜂號無人機研制出我國的“無偵5”型無人機，為后來我國無人機事業的發展積累了經驗。

無人機真正奏響作戰成名曲是在1982年的貝卡谷地空戰中。為應對敘利亞的薩姆導彈陣地，以色列大舉出動“參孫”和“妖婦”無人機誘導薩姆防空雷達開機，然后使用戰斗機發射反輻射導彈進行精確打擊；同時，“巡邏兵”和“獒犬三號”無人機將戰場實況傳回指揮中心，引導火炮攻擊敘利亞的防空導彈陣地。以色列短短6分鐘的攻擊就徹底摧毀了敘利亞和蘇聯苦心經營10年、耗資20億美元的19個薩姆導彈陣地。雖然貝卡谷地空戰中無人機的定位方式仍然是無線電遙控與指令制導，但是無人機的軍事價值徹底震驚了世界，使得無人機工業從此進入高速發展時期。

1991年的海灣戰爭中，美、英、法、加拿大和以色列等國的無人機紛紛在戰場中亮相。200多架無人機投入使用，為多國部隊實時了解戰場態勢及評估空襲效果提供了重要依據，對干擾、壓制伊拉克防空體系和通信系統發揮了重要作用。

1999年的科索沃戰爭中，以美國為首的北約各國軍隊使用“ 捕食者”“獵人”“先鋒”“紅”“CL-289”“不死鳥”“米拉奇-26”等無人機300多架，用于中低空偵察和長時間戰場監視、電子對抗、戰況評估、目標定位、收集氣象資料、營救飛行員和散發傳單等，無人機已經全面參與戰爭各個環節，使任務范圍充分拓展。其中“捕食者”無人機作為1994年投入使用的長航時偵察無人機，首次搭載了GPS導航系統，實現了遠程自主飛行和精準定位。

2001年，一架美軍“捕食者”無人機的夜視攝像頭從4000米高空捕獲目標圖像，立即通過衛星傳送到美國佛羅里達州的美軍指揮中心。經分析，指揮官認為那里必有非同尋常的重要目標，便立即調動空中巡航的3 架F-15戰斗機和“捕食者”無人機實施攻擊。后來查明，這次攻擊成功擊斃塔利班首領本·拉登的副手拉提夫及其所率的指揮人員，成功開創了無人機進行“斬首行動”的先河。到2019年，美軍無人機已經進行超過一萬次獵殺行動。

2020年1月3日凌晨，美軍MQ-9無人機發射3枚地獄火導彈，成功獵殺伊朗“圣城旅”指揮官卡西姆·蘇萊曼尼少將，用時僅一個小時。而它之所以能夠成為“斬首利器”，得益于先進的導航系統，例如其首次搭載的GPS、伽利略雙定位系統天線及電子光學和紅外線與水平高光譜傳感器，可通過地形匹配或目標特征識別輔助定位。

目前，無論是俄烏戰爭，還是巴以沖突中，各型無人機頻頻亮相，無人機戰法的不斷改進和更新，改變了軍事戰爭形態，對戰爭勝負起到了關鍵影響和決定性作用。當今，我國的無人機發展正處于高峰期，無論是出口的“翼龍”“彩虹”系列無人機，還是國內現役的“無偵”“攻擊”等系列無人機，抑或備受國內外用戶喜愛的民用大疆無人機，都反映出我國在無人機設計制造領域的先進水平。未來的無人機將朝小型化、智能化、集群化等多個方向發展。而無論發展方向如何，精確、穩定的導航技術都是無人機的組成要素。為適應無人機發展的需求，導航技術也將不斷進行技術革新和產業革命。