文章总结： 文章分析了乌克兰战场如何将消费级物联网技术转化为军事优势。重点介绍了源于业余FPV市场的LORA、Crossfire及ELRS协议，这些低成本模块化系统因抗干扰和远程特性被俄乌广泛用于战术无人机。开源特性允许操作员灵活对抗电子战，体现了军民两用技术循环对现代战争经济性与效能的重塑。 综合评分： 80 文章分类： IoT安全,威胁情报,实战经验

从工厂车间到战场：乌克兰物联网实现精准导引的民主化

原创

所长007

蓝军开源情报

2026年1月13日 16:21 湖南

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【导读】

编者按：《从工厂车间到战场：乌克兰物联网实现精准导引的民主化》发表于《卡兰文集》第三期，作者本杰明·雷姆勒和朱利安·塞格雷探讨了自2022年以来，消费级第一人称视角无人机技术如何成为传统动能火力在军事和经济上可行的替代方案。

俄罗斯和乌克兰军方正在围绕战术第一人称视角（FPV）无人机的几个关键控制链路系统展开合作。其中两个值得注意的例子是Team Black Sheep的专有协议Crossfire和开源的Express Long-Range System协议。两者都采用了远程调制和Semtech收发器芯片，后者由Semtech公司开发，用于物联网应用。

虽然这些协议和LORA调制并非为军事用途而开发，其性能也达不到传统军用级别，但它们在可靠、普及且价格低廉的“神风特攻队”FPV无人机的开创性推广中发挥了核心作用。Crossfire和Express Long-Range System协议起源于2010年代的业余FPV市场和爱好者群体。LORA在现代战争中的成功可以追溯到啁啾扩频技术，该技术最初是为冷战时期的雷达而设计的。我们应该如何理解网络改装和廉价电子产品市场对乌克兰持续冲突的渗透？

FPV无人机的兴起源于军民两用技术的悠久传统和创新。实现战术FPV的射频组件，正是消费技术成功应用于一线军事领域的典范。随着时间的推移，消费电子市场和在线开发者社区将基于啁啾扩频技术的无线电装置改造为可靠的指挥控制系统，使其成为军事用途的理想选择。

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关键词：物联网，俄乌战争，FPV无人机，无人系统

这是蓝军开源情报的第 491期分享

编译 l 所长007

来源 l 蓝军开源情报（ID：Lanjunqingbao） 转载请联系授权（微信号：Lanjunqingbao2081）

一、Crossfire、ELRS 和 2010 年代的业余 FPV 市场

Crossfire 和 Express Long-Range System 协议 都源于 2010 年代蓬勃发展的第一视角飞行 (FPV) 社群，以及致力于扩大业余 FPV 普及范围的射频 工程师和技术人员的不懈努力。无人机竞速者和其他爱好者所面临的物理和技术障碍，与如今乌克兰和俄罗斯的单向 FPV 操作员所面临的障碍类似。

无人机竞速需要在拥挤的电磁环境中建立可靠的控制链路，同时还要应对多链路并发的情况；此外，还需要极低的延迟以实现敏捷的控制，并尽可能减少因障碍物造成的性能下降。无人机爱好者渴望在物理定律允许的范围内，通过增加操作范围和降低延迟来提升 FPV 性能。与精通欺骗技术的在线黑客社群的密切联系和重叠，也加剧了竞速者和爱好者对无人机劫持的担忧。

尽管这些挑战都无法与乌克兰和俄罗斯电子战平台造成的电磁干扰强度相提并论，但业余爱好者们用来应对这些问题的解决方案，与2010年代中期军事视角对FPV技术带来的变革不谋而合。

到2022年，航空、无线电和技术爱好者组成的临时社群的共同努力，已经发展成为一个相对成熟的生态系统，致力于在降低干扰影响的同时，不断突破FPV的性能极限。乌克兰和俄罗斯军方的努力，在很大程度上也建立在这些早期无人机爱好者所取得的进展之上。

在普京全面入侵乌克兰之时，业余爱好者群体已经广泛采用两种主要的控制链路系统：Team Black Sheep 的 Crossfire 和开源的 Express Long-Range System 协议 。这两个系统都旨在满足远距离可靠 FPV 控制的射频控制链路的需求。

Crossfire 开创了这一领域的先河。2015 年，一项使用 Crossfire 控制的 FPV 测试实现了 54 海里（100 公里）的飞行距离。Express Long-Range System 协议 于 2019 年问世，并迅速取得了与 Crossfire 相媲美的佳绩。与之前效率较低的控制链路相比，两者都采用了创新的 LORA 调制方法。

二、LORA及其军事应用

LORA调制方案属于Semtech公司开发的新型专有远程工业、科学和医疗免许可频段无线通信系统系列，该系列系统于2013年首次推出。Semtech公司将该方案作为扩频调制的一种特殊情况开发，用于其低功耗LORA收发器集成电路产品线。这些芯片利用LORA独特的信号结构，以高效节能且抗干扰的方式可靠地编码数字信息，使其特别适用于处理难以维护的模块和复杂环境几何形状的工业应用。

基于此，LORA最初面向物联网应用市场，例如路灯控制器、智能传感器和土壤湿度监测器。大多数LORA芯片的价格在两位数以内，并以分立芯片的形式出售，用于集成到更大的系统中。

FPV爱好者很快意识到，将价格低廉、灵活可靠且轻巧便携的LORA硬件应用于小型、轻量化、低功耗和低成本的FPV无人机具有显著优势。LORA为业余无线电爱好者提供了一种最快捷、可靠的方式，让他们能够从数十公里外控制FPV无人机，而无需担心违反国内频率法规。性能和成本的显著提升最终可能催生多种应用场景，包括乌克兰和俄罗斯运营商大规模部署远程单向FPV无人机。

2024年，一位俄罗斯军事博主指出，“所有俄罗斯制造的FPV无人机的控制系统都基于三款芯片：SX1262、SX1276-1278和SX1280-1281。”这三款芯片是Semtech公司的低端LORA收发器。

要了解这项创新消费电子应用是如何实现的，首先需要了解 LoRa 的工作原理。基于 LoRa 的接收器能够出色地解调远低于传统噪声基底的数字数据包，即使在信噪比低至 -20 dB 的情况下也能持续工作。例如，在比特率为 1.1–1.2 kbps 的情况下，SX1272 解码信号所需的功率为 -131 dBm（毫瓦/dBm），而标准频移键控的解码功率为 -119 dBm（毫瓦/dBm）。这意味着接收信号强度提高了一个数量级。

这些增益源于LoRa使用了一种称为“啁啾”或线性调频信号的特殊信号。与纯音正弦信号不同，线性调频信号在给定的频率范围内以恒定的线性速率随时间改变频率，从而产生相对简单的信号。这种信号的一个关键优势在于：由于接收器已经知道啁啾信号的整体结构，因此它可以分析接收信号与啁啾信号之间的相关性，从而生成一个新的处理信号，其中啁啾信号整个持续时间内的能量被压缩成一个更窄的脉冲。这个过程称为“脉冲压缩”。

重要的是，通过使用价格低廉但设计巧妙的硬件，功率显著降低的信号可以达到与功率更高、传输距离更短的信号相媲美的性能。

LoRa 使用这种频率调制方法将信息编码成数字数据包，这些数据包相对不易受到环境干扰、距离衰减和运动引起的频率偏移的影响，但代价是数据速率较低。LoRa 啁啾信号还可以在亚吉赫兹/GHz ISM 频段工作，例如 433 MHz、868 MHz（欧盟）和 915 MHz（美国）。这使得它们能够受益于低频信号带来的更低信道衰减，从而更远、更容易地绕过障碍物传输信息。

换言之，LORA波形的电磁结构结合其集成的信号相关能力，使其能够在以往因距离、运动、障碍物和窄带干扰而导致信号衰减严重的情况下，依然能够解码微弱信号。此外，值得注意的是，脉冲压缩前的线性调频信号往往类似于非结构化噪声。LORA信号的低检测概率特性进一步增强了其对俄罗斯和乌克兰军事应用的吸引力。总之，LORA有效地解决了移动军事通信中最关键的挑战。

三、从消费市场到乌克兰的FPV无线模块

基于 LoRa 的硬件已成为蓬勃发展的 DIY FPV 市场中的一股重要力量。为了作为功能齐全的收发器单元，Semtech 的 LoRa 芯片必须与合适的微控制器配合使用。虽然芯片本身可以使用 LoRa 调制作为物理层，但编码控制信号的数字通信协议由微控制器单元管理。基于 LoRa 的控制链路模块需要相应的固件来协调微控制器和 LoRa 芯片之间的交互，从而导致协议的硬件特定实现。

到 2019 年，Team Black Sheep、FrSKY 和其他 FPV 解决方案提供商之间的竞争日益激烈，形成了一个高性能专有硬件解决方案的生态系统，每个解决方案都有自己的通信协议和软件配置工具。然而，专有解决方案的局限性对于 FPV 爱好者来说是无法接受的。收发器是为专有的商业控制链路设计的，成本居高不下，而且硬件互操作性也存在问题。

这些现实促成了开源无线控制链路协议——快速远程系统协议的诞生。ELRS协议被宣传为一款适用于竞技无人机竞速的便捷工具，并于2019年发布到业余爱好者论坛。开发者将ELRS描述为一种基于LoRa的控制链路，兼容市售或定制的接收器模块，这些模块采用Semtech的SX127x芯片和ESP32微控制器。该协议和固件均为非专有软件，可在GitHub上获取，允许开发者自行购买子模块芯片并将其组装到定制的印刷电路板上。截至2021年1月，黑客报告称，使用低成本量产组件进行的ELRS协议飞行测试达到了16.2纳米（30公里）的传输距离。

快速远程系统协议 的成功为众多电子制造商打开了通往 FPV 市场的大门，他们将其视为以经济实惠、高性能无线硬件直接进入 FPV 市场的切入点。例如，适用于老式无线电的插件模块、内置 ELRS 的一体式无线电，以及预装在便捷的“即插即用”（预组装）无人机中的小型收发器。

新的 ELRS 生态系统迅速降低了 DIY FPV 组装的成本，并使远程 FPV 开发和竞赛更加普及。原因很简单：与面向消费者的小型无人机市场不同，更经济实惠的业余爱好者市场需要模块化架构，允许最终用户自由组合各种飞行控制器、无线电控制和视频传输模块，而无需考虑供应商。模块化显著提高了操作灵活性并降低了成本。

从业者能够利用整个电子行业无线电组件的规模化生产。工业用途的扩大和对这些组件需求的增加降低了成本，从而促进了它们在业余爱好者和最终在军事应用中的使用和经济可行性。

由于别无选择，俄罗斯和乌克兰军方延续了FPV社群对Crossfire和远程快速通信系统协议的偏好。首先，这些硬件量产、性能强大且价格低廉。俄罗斯军人可以从Wildberries和Aliexpress.ru等热门零售网站分别以约30美元和80美元的价格购买TBS Crossfire接收器和地面控制模块。 远程快速通信系统遥控器和模块的售价通常只有前者的一半甚至更低。中国消费电子市场迅速占据主导地位，为双方资金紧张的军人提供了便捷的途径，使他们能够获得急需的射频设备。

除了规模经济之外，支撑TBS和ELRS操作的FPV的模块化架构之所以至关重要，还有另一个重要原因。这些架构赋予了双方军方内外的工程师所需的灵活性，使其能够主动应对和适应敌方的电子战，特别是隐身和噪声干扰。虽然俄罗斯最初严重依赖隐身和噪声干扰，但双方迟早都会面临来自移动和固定电子战平台的压倒性干扰——这主要是导致乌克兰小型无人机截至2022年春季损失率高达90%的原因。

虽然支持LORA的控制链路已经优化了信号可靠性，但ELRS控制无人机的模块化设计以及ELRS软件的开放性，为反制敌方电子战效应开辟了新的途径。快速远程系统协议使得将控制链路频率切换到不易受到标准电子战系统攻击的非常规波段变得更加容易。前线附近的射频工程师利用定制固件实现了这一点，该固件可以将硬件的工作频率改变数百兆赫兹，并启用独特的跳频表来减轻干扰。他们仅使用非常廉价的 ISM 频段模块就实现了这一点。

将大疆 Mavic-3 无人机应用于作战更具挑战性，这也体现了模块化架构相比集成架构在频率捷变方面的优势。乌克兰和俄罗斯都使用 Mavic 执行情报、监视和侦察任务。由于磨损较小且可使用高质量光学器件，ISR 无人机的成本远低于战术 FPV 无人机，这也解释了 Mavic 约 2000 美元的售价。

Mavic 无人机既非模块化也非开源。其主动射频系统（称为 OcuSync）、飞行控制系统和视频系统相互依赖、专有且加密配对。破解这一集成系统需要专业知识，并涉及开发专为大疆硬件设计的“1001”固件。两国均使用该固件解除了监管高度限制，从而能够在 GNSS 信号无法覆盖的环境中飞行。

相比之下，TBS相对开放的硬件、固件和软件生态系统，尤其是快速远程系统协议，使得FPV操作员和改装者能够更加灵活地进行操作。如果运用得当，这将带来颠覆性的变革。

通过重新配置一个900 MHz的快速远程系统协议模块，一位身处乌克兰的俄罗斯操作员得以在730 MHz至1.050 GHz之间的任何频段内进行操作，从而获得了对抗敌方电子战所需的灵活性。标准的868 MHz和915 MHz TBS Crossfire模块不易重新配置，导致Crossfire的使用率下降。

四、LORA、啁啾扩频技术以及两用技术转让的遗留问题

虽然民用LORA技术是新兴技术，但其原理源于冷战早期雷达研究中一系列军事信号处理创新。巧妙地利用啁啾信号提升性能的技术早在LORA出现之前就已存在。

LORA的独特之处在于，它是啁啾扩频调制技术在低功率系统中首批大规模商业应用之一。早在LORA出现之前，CSS就已广泛应用于专用雷达、遥感和低截获概率的军事通信领域。事实上，脉冲压缩技术的最早实际应用之一可以追溯到战后早期的弹道导弹防御雷达研究。

早期的脉冲雷达需要在测距和测距分辨率之间做出权衡。较长的脉冲允许在信号中打包更多能量，从而提高测距范围，但增加的时间展宽意味着在脉冲持续时间内，更多物体可以反射相同的脉冲能量，从而降低空间分辨率。

脉冲压缩技术提供了一种在不牺牲分辨率的情况下将较长脉冲的能量压缩成信号的方法，但代价是增加了复杂性。冷战威胁催生了对高精度远程导弹探测的特殊需求，因此需要线性调频信号。

雷达理论的进步以及随之而来的实用相关技术的进步，为解决远距离高分辨率探测问题提供了一个极具吸引力的方案。因此，线性调频信号首先应用于军事探测雷达，然后在20世纪70年代扩展到合成孔径雷达和其他遥感应用领域。

20世纪90年代的精确制导革命也源于脉冲压缩技术的发展及其在雷达系统中的应用。全球导航卫星系统的成功需要远距离的高精度和精确授时，包括支持惯性制导洲际弹道导弹的部署。无线电系统部分通过编码信号传输以及类似地利用增强型商用接收机相关功能处理数字信号来实现这一能力。

美国全球定位系统，GNSS星座的引入也使得使用简化的全天候精确制导武器成为可能，例如波音联合直接攻击弹药系列。此外，源自洲际弹道导弹制导研究的“黑匣子”惯性导航系统也为此提供了补充。

GNSS技术随后获准用于民用和消费领域，但附带一些重要限制。不出所料，美国国防部试图通过实施“选择性可用性”来限制GPS在民用领域的精度。这种选择性可用性是通过故意在授时和卫星星历中引入误差来实现的。然而，差分GPS和其他民用解决方案成功克服了这一障碍，实现了比国防部预期更高的精度。国防部的回应是停止实施选择性GPS可用性。

商用GPS接收机市场蓬勃发展，随着时间的推移，接收机变得越来越小型化。类似的微型化进程也彻底改变了惯性导航系统所需的陀螺仪和加速度计的生产。

无线技术和移动计算的互补性进步，以及全球化消费标准、协议和市场的普及，进一步加速了集成式高精度GNSS接收器和惯性传感器的商业化进程。

将这些接收器与LoRa无线电控制芯片集成的战术FPV（飞行器）就像消费级的精确制导武器，拥有自己的集成分销系统。消费级FPV市场直接受益于规模经济，这得益于廉价且用途广泛的硬件组件的使用。这种大众消费市场有可能从根本上改变军用航空平台的经济格局，其影响之深远，任何单一国家或实体都难以企及。

正如GPS和惯性制导技术曾从军事制导定位领域进入民用领域，之后又从民用市场回归军事领域一样，近年来商用啁啾扩频技术以LORA的形式在军事指挥控制系统中的应用和发展，应被视为军民两用技术融合的典范。通过民用市场的转型性介入，啁啾扩频技术已从最初在防空系统中的应用，发展成为低成本战术FPV的关键推动因素。

五、结论

过去 12 年来，乌克兰战场上实现战术 FPV 所需的无线电技术、硬件和专业知识取得了长足进步，因为商业电子市场和业余爱好者群体都在优化性能和成本，无意中将军事和经济考量转向了由广泛可用的组件构建的、在普遍可用的数字协议上运行的廉价系统。

这些技术存在局限性。无论是快速远程系统协议还是Crossfire系统，都未原生实现加密，这使得FPV控制链路容易受到欺骗攻击。FPV还依赖于专有的专用视频传输硬件，这些硬件本身也存在安全漏洞，并且无法直接受益于更成熟的开源控制系统开发生态系统的进步。

乌克兰低成本方案的最大局限在于，它无法为交战双方带来决定性的优势。由于其底层技术及其部署方式易于模仿，俄罗斯和乌克兰只需相互模仿，即可逐步提升各自小型无人机和电子战系统的能力。这一过程需要持续不断的努力，以保持技术和作战方面的持续发展。

优势在于系统集成的巧妙性和可扩展性。乌克兰电子战专家谢尔盖·“弗雷什”·别斯克列斯特诺夫曾表示：“双方拥有相似的工程师、相同的无线电频段，以及相同的中国资源。”乌克兰和俄罗斯依赖的是大规模生产的、基于DIY的技术，这与支撑美国成功的精密能力和军事实验室模式形成了鲜明对比。

改装爱好者推动了模块化系统的快速集成，使陆军能够最大限度地利用廉价的商用系统。大量的改装使得战术FPV和其他准军事模块化系统“足够好用”。足够多的“足够好用”的模块化系统可以在不产生明显常规影响的情况下达到军用级别的效能。

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本文转载自：蓝军开源情报 所长007《从工厂车间到战场：乌克兰物联网实现精准导引的民主化》