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天基遥感跨时空协同无人机智能化监视装备体系设计与关键技术研究

GNSS据止；天基遥感信息支援；视觉导航；跨域协同体系

七、大模型与智能无人系统 > 4.智能无人与体系作战

无人机系统任务的稳定执行高度依赖于定位系统与人工控制的稳定支持。然而在当前复杂的电磁环境下，针对定位系统与通信信号的频繁干扰和欺骗攻击已成为非常有效常规作战手段。面向在GNSS甚至更加全频段信号据止情况下保证无人系统持续稳定运行的目标，本文提出了一种天基遥感跨时空协同无人机智能化监视装备体系。对比传统无人机基于定位系统导航与人工遥控的运行模式在GNSS以及复杂信号拒止环境下无法工作的缺点，本体系基于智能化的视觉资源利用技术构建，通过遥感图像信息支援实现无人机自主定位、感知的技术途径，支撑复杂信号据止环境下的无人机智能、自主、持续的监控任务进行。

本武器装备体系装备包含天基遥感卫星和光学载荷无人机。其中，天基遥感卫星负责针对指定地区遥感图像预先获取，并经过数据处理后中转下发至无人机端侧，通过广域地区遥感图像提供视觉导航基础参考数据。无人机负责在复杂据止环境下前往敏感地区，执行监视、发现、搜索等任务，通过端侧智能化能力实现自主运行。

在运作方式上，本体系采用多层次、多维度的协同工作模式。首先，天基遥感卫星通过预定轨道对目标区域进行广域监控，获取初步地理信息并进行分析。对于较大目标，卫星提供的遥感图像信息可以实现粗粒度的态势感知，无人机随后根据这些信息进行精准定位和跟踪，利用自身传感器对目标进行细致监测，到达地点后开展目标搜索，完成发现、探查任务。针对卫星遥感不可见的较小目标或需要持续监视的高机动、高威胁目标，在提供目标可能存在地点后，由人工预先输入需要锚定的威胁目标图像，随后无人机前往该地点进行自主监视，一经发现即可实施打击等后续动作。因此，聚焦于基于天基遥感图像支援，实现无人机自主监视区域的需求，为支撑智能化可持续性装备体系的运行，本体系的智能化关键技术总结为以下几点：

1. 海量遥感图像快速检索技术：在极端情况下，无人机在起飞地点可能已失去GNSS信息支援。因此基于起飞时刻无人机视角所获得的图像，在地区遥感图像库中快速搜索当前对应所在位置，是实现无人机起飞初步定位的关键需求之一。为应对这一需求，需要研究海量遥感图像快速检索技术，通过建立高效的图像索引结构、采用先进的图像特征提取与匹配算法，结合端侧遥感图像处理域识别技术，实现大规模遥感图像的快速比对与检索。

2. 多源信息融合导航技术：在复杂环境中，无人机可能会遭遇单一信息源失效的情况，因此需要依赖多源信息融合导航技术。该技术结合无人机连续视觉定位、惯性导航系统（INS）等多源信息，通过先进的传感器融合算法和多模式滤波技术，实现以惯导短期定位，视觉导航长时纠偏的方式，实现高精度、高可靠的自主导航能力，确保无人机在各种环境下的持续稳定运行。

3. 跨域目标认知技术：跨域目标认知技术用于实现监测与跨域目标检索的功能。该技术通过综合利用天基遥感图像、地面图像和无人机实时监测数据，采用多模态数据融合以及深度学习算法，对不同视角下获取的目标图像进行认知与关联分析，提升目标识别与态势感知的准确性，实现从大范围监测到精确目标跟踪的跨域目标检索，支撑后续的精准打击与行动执行。

本装备体系的智能化特点体现在以下几个方面：首先，通过引入先进的图像处理技术和深度学习算法，实现对遥感图像的自动分析与目标识别。采用粗细粒度结合的层次化方法，相较于单一装备体系，降低了单装监视压力，发挥各层级装备的特长。其次，利用自主定位与导航技术，使无人机能够在复杂环境下独立完成任务，减少对外部信号的依赖，并有效利用现有天基遥感卫星基础设施。最后，利用智能化目标识别与发现能力，可以针对天基难以定位和跟踪的目标进行有效监视，支撑后续打击等行为执行。