然而,无人机的通信指挥问题比较复杂。从理论上说,无人机也可以实现程序管制和雷达管制,如果是有人遥控的话,通信的对象在地面而不是飞机上而已。操纵无人机和打电子游戏没有原则性的差别,正因为这个道理,美国陆军的无人机控制员直接从不具备飞行资格的士官中挑选培训。飞行员训练在投资和时间上都耗费巨大,这对于商用和民用无人机的用户来说也是最有吸引力的做法,但使得混合使用空域的飞行安全大大复杂化。

RQ-7“影子”无人机
从不具备飞行资格的人员中挑选无人机控制员无疑是多快好省的做法,美国陆军的 RQ-11“乌鸦”控制员只需要 80 小时的培训,远远低于飞行员所需的训练。较大的 RQ-7“影子”甚至 RQ-1“捕食者”需要的时间更长,可达 400 小时,这是包括飞行和系统操作的全部时间,依然大大低于作战飞机飞行员所需的训练时间。但他们对于飞行安全、飞行规则的认识和经验与飞行员不能相比。这对美国陆军来说不是太大的问题。美国陆军无人机的使用空域通常都是前沿野战地域的低空和超低空,或者在简易的平地上就可以起飞、回收,或者在专用的无人机机场起飞降落,机场空域空管的问题不大。像 RQ-11“乌鸦”那样小的无人机,原则上在超低空和视距内使用,如果也使用具有飞行资格的控制员确实是小题大做了。另外,美国陆军的无人机在空中都是分散的单兵使用,空中避撞的问题不严重。美国陆军的无人机控制员年平均“飞行时间”可以高达 1,200 小时,远远高于陆航直升机飞行员的 450 小时,更高于空军飞行员的 200 小时左右。但是农场里的老资格拖拉机驾驶员尽管驾驶时数搞,在交通规则和避让方面依然不能和大城市的出租汽车司机相比。对于无人机控制员来说,这也是一样的道理。

RQ-1“捕食者”的控制员
但美国空军和美国海军就不一样了。美国空军的无人机不仅尺寸大,可以越洋飞行,而且使用和有人作战飞机混合使用的常规机场起飞、降落,无人机需要服从和有人机一样的飞行安全规则。美国空军坚持使用有飞行员资格的军官担任无人机控制员,最大的原因就在于飞行安全和空中避让的问题。美国海军也是使用具有飞行资格的军官和士官(直升机飞行员通常有士官担任)。美国海军甚至比美国空军更加强调无人机和有人机在同一空间的混合使用,航母上空间窄小,无人机不仅起飞、降落和有人机共用空域,在甲板上调度、移动时,也要采用和有人机一样的程序、手势,否则航母上根本没有足够的人手、空间实现有人机和无人机的分别调度和移动。
FAA 正在推动名为 NextGen 的下一代空管体系,空管将从雷达管制转向 GPS 管制。这实际上是程序管制的新一代,由飞机上的 GPS 提供更精确的实时三维坐标和速度、航向、爬升、下沉速率等关键数据,空管根据机载 GPS 数据统一控制,而且没有地面雷达覆盖范围的问题,确保更可靠的间距和高差控制,可以更有效地利用空域和跑道,减少地面和空中的等待。最重要的是,飞行员和空管看到的是同样的数据,避免了由于系统误差造成机上和地面看到的数据不一致而造成的混乱。另外,下一代空管将从传统的语音通信指挥改为数据通信指挥,极大地提高了指挥效率,减少语言问题或者由于紧张而口齿不清带来的通信障碍。军事指挥从语音通信改为数据通信已经显示了巨大的优越性。波音的研究表明,下一代空管有助于飞机采用最优航线,减少在地面和空中的等待,可以节油 14%。

NextGen 下一代空管体系将从雷达管制转向 GPS 管制
NextGen 或许是 FAA 即将推出的民用空域无人机飞行规则的重要部分,也就是民用空域的无人机必须与 NextGen 相容。对于大多数无人机来说,机载 GPS 是标准配备,以数据链为基础的遥控系统也是现成的,和 NextGen 相容具有先天的优越条件。在技术上,这需要解决空管和无人机用户之间对无人机控制权的可靠交接问题与空管和无人机之间可靠数据通信的问题,不仅在恶劣气候和地形条件下要具有高度抗干扰能力,还要在技术上保证不会有黑客或者恐怖分子的恶意控制问题。黑客和恐怖分子可以干扰空管和有人飞机之间的数据通信,但飞行员依然是确保飞行安全的最后保障。无人机就只有技术手段作为最后保障了。如果数据通信中断,无人机的空管相当于进入非管制空域。
在管制空域,所有飞行都受空管节制。在非管制空域里,空管对过往飞机只提供提示,并不直接指挥。非管制空域里尊照视距飞行规则,由飞行员目视观察,自主掌握水平间距和垂直高差。在有的国家也容许按照仪表飞行规则飞行。但管制空域和非管制空域也不一定那么严格。城市上空一般来说是管制空域,但对于通用航空来说,一旦离开机场的起飞、降落通道,只要还在超低空,在相当程度上还是服从视距飞行规则。像新闻报道追踪、城市交通监控、警察行动等,都无法事先规定严格的飞行计划,只能相机行事。这时飞行安全在很大程度上由飞行员的训练和经验决定了。
无人机不是真的没有飞行员,而是由控制员在地面遥控,或者由自主飞行控制系统自动控制。在理论上,无人机可以通过下传实时视频,对无人机周围的空域实行远程目视观察,但这在具体实现上有困难。高分辨率的实时视频下传对频带的要求很高,天空中众多的无人机都要下传实时视频,对频带的占用就非常可观。“全球鹰”需要 60MBPS,“捕食者”的胃口低一点,也要 30MPBS。战场上高清视频对判断战情十分重要,塔利班分子在飞眉毛还是皱眉头,可能就是下一步决心的流露。对于民用无人机也一样,警方监视的使用场合更加微妙,对嫌疑人的高清视频比战场监视要求更高。航测、新闻、娱乐也是一样。这些水涨船高的数据通信要求极大地增加了无人机的通信负担,留给目视飞行观察的频带就越来越受到挤压。美国现在有 7,000 多架军用无人机,但很大一部分是美国陆军的超轻型无人机,在视距内使用,不需要卫星通信。即使如此,美国军用卫星通信成为美军基础建设的重点,WGS、AEHF 等先进通信卫星正在接替老旧的 DSCS、GBS、Mikstar 等军用通信卫星,但军用通信卫星在和军用通信需求的龟兔赛跑中依然气喘吁吁地远远落在后面,无人机的大量使用是其中最重要的原因。在城市里使用的民用无人机或许可以通过视距通信解决大部分数据通信的问题,但一旦离开城市,卫星通信负担也会成为一个问题。
