一座遙控武器站裡到底有多少晶片？拆解 Saab Trackfire 的感測器、火控電腦與即時運算

看起來是一門砲，實際上更像一台裝著武器的工業電腦

如果只看 Saab Trackfire Remote Weapon Station 的外觀，很容易把它理解成：

一座可以遠端操作的機槍或機砲砲塔。

但真正拆開它的功能之後，Trackfire 更接近一台高度強固化的 Embedded Computing System。

Saab 官方公開的系統包含：

• Daylight Camera
• Cooled Infrared Sensor
• Laser Range Finder
• Video Tracker
• Embedded Fire-Control Computer
• Stabilisation System
• Operator Console
• Platform Integration Interface

也就是說，在操作員扣下扳機之前，系統其實已經完成一連串數位處理：

Camera / Thermal Sensor
↓
Target Image
↓
Video Tracking
↓
Laser Range Measurement
↓
Target Motion Estimation
↓
Ballistic Calculation
↓
Stabilisation Compensation
↓
Servo Command
↓
Weapon Alignment

砲只是最後一個輸出裝置。

前面大部分工作，都發生在感測器與晶片裡。

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Trackfire 裡面到底有哪些電子系統？

Saab 官方把 Trackfire 分成幾個主要部分：

Operator Console

Director Unit

Sensor Module

Fire-Control / Tracking System

Sensor Module 內部提供 Daylight Camera、Thermal Imager 與 Laser Range Finder。

另外還可以搭配 Video Tracker Module。

官方規格中的紅外線系統工作在：

3–5 µm。

這是 Mid-Wave Infrared，也就是 MWIR 波段。

而 Laser Range Finder 的公開規格則是：

超過 4,000 公尺。

整套砲塔最大旋轉速度可達約：

120°/s。

最大角加速度則約：

400°/s²。

這些數字其實已經告訴我們一件事：

控制系統必須非常快。

如果目標、載具與砲塔都同時在移動，那麼影像處理、距離更新、角度估算與馬達命令不能等幾百毫秒才慢慢算完。

它是一個典型的 Real-Time System。

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第一層晶片：可見光相機與影像處理

Trackfire 有 Day Camera。

Saab 公開資料顯示其光學變焦範圍約為 40° 到 2° 視場角。

一顆現代日間光學相機背後至少會包含：

Image Sensor
↓
Analog Front End
↓
ADC
↓
Image Signal Processing
↓
Frame Buffer
↓
Video Tracker

最前端通常是 CMOS Image Sensor。

感測器收到光子之後，把光訊號轉換成電子訊號，再經由 ADC 數位化。

接著 Image Signal Processor 或其他處理器可能執行：

• Noise Reduction
• Exposure Control
• Contrast Enhancement
• Edge Enhancement
• Image Stabilisation

真正進到 Target Tracking 之前，畫面其實已經經過不少計算。

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第二層晶片更特別：3–5 µm 冷卻式 MWIR 熱像儀

Trackfire 公開規格中最有半導體味的一項，是：

Cooled IRV sensor，3–5 µm。

這不是一般手機裡的 CMOS Camera。

3–5 µm 屬於 MWIR 波段。

這類高性能紅外線感測器通常會由特殊紅外線感測材料與 Readout Integrated Circuit，也就是 ROIC 組成。

概念上：

Infrared Radiation
↓
IR Detector Array
↓
ROIC
↓
Analog Processing
↓
ADC
↓
Digital Image Processor

IR Detector Array 負責感受紅外線。

ROIC 則負責讀取每個 detector pixel 產生的微弱訊號。

這類訊號遠比普通數位資料嬌弱，因此 Analog Front End、Noise Control 與 Readout Circuit 的品質非常重要。

而 Saab 特別標示它是 Cooled sensor，也代表系統會主動降低感測器溫度。

原因很簡單：

紅外線 Sensor 自己也會產生熱雜訊。

如果 detector 本身太熱，背景 noise 可能淹沒真正想看的遠距離熱訊號。

冷卻可以改善 Signal-to-Noise Ratio。

所以一顆軍用 Thermal Imager，其實本身就是一套相當複雜的半導體與精密光學系統。

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為什麼一定要熱像儀？因為可見光不永遠可靠

一般 RGB Camera 很依賴光線。

但軍事環境可能遇到：

夜間
煙霧
陰影
低對比背景
逆光

Thermal Imaging 則看的是物體熱輻射差異。

人、車輛、引擎與其他熱源，即使在可見光很差的環境裡，仍可能在 IR image 中呈現不同特徵。

所以現代 Electro-Optical System 常常不是選：

Visible OR Infrared

而是：

Visible + Infrared

Saab 自家其他 Fire Control Director 甚至明確使用 TV 與 IR 同時追蹤，再進行 Data Fusion。Trackfire 官方資料雖確認具有 Day Camera、Thermal Imager 與 Video Tracker，但沒有公開足夠細節證明 Trackfire 本身採用完全相同的融合演算法，因此不能直接把 EOS 500 的架構原封不動套過來。

但可以確定的是：

多感測器輸入已經是 Saab 火控系統的重要設計方向。

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第三層：Laser Range Finder 把『看得到』變成『知道有多遠』

光靠 Camera 可以知道目標在哪個方向。

但 Ballistic Computer 還需要另一個非常重要的數字：

Distance。

這就是 Laser Range Finder 的工作。

Saab 官方公布 Trackfire LRF 測距能力超過 4,000 公尺，精度標示約小於 ±5 m。

基本概念可以簡化成：

Laser Pulse
↓
Target
↓
Reflection
↓
Receiver
↓
Time-of-Flight Measurement
↓
Distance

如果已知光速，就可以利用往返時間計算距離。

這裡又會牽涉另一批晶片：

• Laser Driver
• Photodetector
• Analog Front End
• Time Measurement Circuit
• ADC / TDC
• Processing MCU / FPGA

因此所謂一顆 Laser Range Finder，背後也不是單純一支雷射筆。

它本身就是一個高速 mixed-signal measurement system。

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真正核心：Fire-Control Computer

Saab 官方非常直接地寫：

Trackfire 具有 embedded fire-control computer。

這可能是整套系統最重要的電子大腦。

它需要整合：

Target Position
Target Range
Target Motion
Platform Motion
Weapon Position
Ammunition Ballistics
Environmental Parameters

然後算出：

Where to aim

而不是單純：

Where the target currently is

這兩個概念差非常多。

如果目標正在移動，而子彈或砲彈也需要飛行時間，那麼系統必須預測目標幾秒後的位置。

這就是 Lead Calculation。

概念可以寫成：

Current Target Position
+
Target Velocity
+
Projectile Time of Flight
↓
Predicted Intercept Point

這是一個非常典型的 Real-Time Numerical Computing 問題。

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車子自己也在動，事情立刻變得更麻煩

如果 Trackfire 固定在水泥地面，控制問題已經不簡單。

但它通常安裝在：

Armoured Vehicle
Combat Boat
Naval Vessel

也就是說：

射手、武器、Sensor、目標，全部可能同時在動。

例如：

車輛往右轉
目標往左移動
懸吊上下震動
砲塔自己旋轉
船體還在搖晃

Sensor 看到的影像變化不全部等於 Target Motion。

系統必須把 Platform Motion 扣掉。

因此還會需要：

• Gyroscope
• IMU
• Position Encoder
• Servo Feedback
• Motion Controller

形成：

Sensor Motion
-
Platform Motion
=
Target Relative Motion

這就是 Stabilisation System 存在的原因。

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SILOS：感測器不必跟著槍一起晃

Saab Trackfire 的一個核心設計叫：

Stabilised Independent Line of Sight，SILOS。

意思是 Sensor Line of Sight 可以相對獨立於武器本身保持穩定。

這非常重要。

因為槍砲射擊時會產生 Recoil。

如果 Camera 完全跟著武器一起震動：

Fire
↓
Recoil
↓
Camera shakes
↓
Target lost

追蹤就會不斷中斷。

SILOS 的目標則是：

Weapon moves
Weapon recoils
Platform moves

但

Sensor Line of Sight
盡可能保持穩定

從電子控制角度看，這是一個高速 Feedback Control Problem。

感測器、Encoder、Motor Driver 與 Real-Time Processor 必須持續形成閉迴路。

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所以馬達控制器也是半導體問題

Trackfire 不是人直接用手轉砲塔。

它由電動 Servo System 驅動。

而 Servo Motor 背後就需要：

Motor Controller
↓
Gate Driver
↓
MOSFET / Power Device
↓
Motor
↓
Encoder
↓
Feedback

所以除了 CPU、FPGA、DSP 這些「會算東西的晶片」，武器站裡還有大量 Power Semiconductor。

因為你必須真的把一座數百公斤的 Director Unit 高速轉起來。

Saab 公開規格顯示 Director Unit 本身約重 280 kg，不含武器與彈藥。

卻仍能做到最高 120°/s 的角速度。

這背後的馬達控制與功率電子，本身就是一個不小的工程問題。

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FPGA、DSP、CPU 到底會用哪一種？

這裡必須非常小心。

Saab 公開資料確認存在：

• Embedded Fire-Control Computer
• Video Tracker
• Electrical Image Processing
• Stabilisation
• Ballistic Calculation

但 Saab 沒有公開 Trackfire 內部使用哪一家 CPU、FPGA、DSP、MCU 或 AI accelerator。

所以不能直接說：

它裡面一定有 NVIDIA Jetson

或：

一定是 AMD/Xilinx FPGA

這些目前都沒有公開證據。

不過從功能需求來看，這類系統通常會需要幾種不同計算角色：

General-purpose CPU
→ 系統管理與 HMI

Real-time processor / MCU
→ Servo與即時控制

DSP / FPGA / accelerator
→ Video processing / tracking

這是從功能需求推導的典型架構，而不是 Saab Trackfire 已確認 BOM。

這個區分很重要。

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軍用晶片追求的東西和 iPhone 完全不同

如果你習慣手機與 GPU 新聞，很容易以為晶片最重要的指標就是：

3nm
2nm
TOPS
GHz
Benchmark

但一套 Trackfire 的要求完全不同。

Saab 公開規格標示其操作溫度範圍約為：

-30°C 到 +55°C。

並列出 MIL-STD-461F 與 MIL-STD-810G 等 EMC / Environmental 要求。

這種環境下晶片真正重要的可能是：

Deterministic latency
Reliability
Long lifecycle
Temperature tolerance
EMI resilience
Shock / vibration tolerance
Supply continuity

一個 Fire-Control Computer 不需要每年換最新製程。

它需要的是：

十年後還能買得到、修得到，而且每一次都準時算完。

這也是 Defense Electronics 和 Consumer Electronics 最大的文化差異之一。

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現代武器精度，越來越像一條 Semiconductor Pipeline

如果把 Trackfire 從頭到尾拆開，可以得到一條非常有意思的鏈：

Photon
↓
Image Sensor / IR Detector
↓
Analog Electronics
↓
ADC
↓
Image Processor
↓
Video Tracker
↓
Fire-Control Computer
↓
Ballistic Model
↓
Real-Time Controller
↓
Power Semiconductor
↓
Servo Motor
↓
Weapon

也就是：

光 → 電子訊號 → 數位資料 → 計算 → 控制 → 機械動作。

這是一個完整 Cyber-Physical System。

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然後無人機讓這條晶片鏈變得更重要

Saab 現在又把 Trackfire 推向 C-UAS，也就是 Counter-Unmanned Aircraft System。

Trackfire ARES 搭載：

30×113 mm M230LF Bushmaster chain gun。

Saab 把它定位為專門對付無人機威脅的版本，並可使用 proximity-fuzed ammunition。瑞典 FMV 也已下單，Trackfire 訂單交付涵蓋 2026–2028 年。

無人機是一個比傳統大型地面目標更討厭的 Tracking Problem。

因為它通常：

Small
Fast
Low contrast
Rapidly changing direction
Complex background

所以 Sensor 與 Tracking Algorithm 的角色會變得更重要。

目標從一台幾噸重的裝甲車，變成天空中一個只有幾十個 pixel 的小點。

此時真正決定能不能攔截的，很可能不是砲管本身，而是：

Detection
↓
Tracking
↓
Range Estimation
↓
Prediction
↓
Fire-Control

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這就是為什麼軍事系統開始越來越像 Data Center 的遠房親戚

它們當然不是同一種東西。

但底層趨勢非常相似：

更多 Sensor，產生更多 Data，因此需要更多 Compute。

現代車輛可能同時有：

Radar
EO Camera
IR Camera
Laser Warning
Acoustic Sensor
Navigation
BMS
Drone Detection

全部都在產生資料。

最後問題變成：

怎麼把這些資料快速變成決策？

這就是 Edge Computing。

只是這裡的 Edge Device 不是智慧音箱。

而是一座砲塔。

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Trackfire 最有趣的地方，是武器本身反而可能是最老的零件

Saab 公開的 Trackfire 武器整合包括：

• M2 12.7 mm heavy machine gun
• FN MAG 58 7.62 mm machine gun
• Mk19 grenade launcher
• M230LF 30×113 mm chain gun

其中一些武器設計已經存在很多年。

但它們周圍的電子系統卻一直在演化。

Weapon
可能很成熟

Sensor
一直進步

Imaging
一直進步

Tracking
一直進步

Compute
一直進步

Networking
一直進步

所以同一門槍掛在完全不同的 Fire-Control System 上，實際能力可能差非常多。

這也是現代軍事科技的一個核心變化：

武器平台的價值正在從單純機械性能，向電子、感測器與軟體轉移。

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真正的核心不是『更大的砲』，而是更短的 Sensor-to-Shooter Loop

如果把 Trackfire 的設計濃縮成一句工程語言，可以說：

它在努力縮短：

Sense
↓
Understand
↓
Calculate
↓
Act

的時間。

Camera 看見目標。

IR Sensor 確認特徵。

Laser Range Finder 給出距離。

Video Tracker 估計運動。

Fire-Control Computer 計算彈道。

Servo System 把砲移到正確角度。

整個流程必須在極短時間內持續循環。

所以一座現代 RWS 真正的『大腦』不是單一晶片。

而是一整條：

Sensor → Semiconductor → Algorithm → Control Loop。

砲管只是這條計算鏈最後一個、也是最顯眼的輸出裝置。

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Tech English｜本文技術名詞

Remote Weapon Station（RWS，遙控武器站）
讓操作員可以在裝甲或其他保護位置內，透過光電感測器與電子控制系統遠端操作武器的模組化平台。

Fire-Control Computer（火控電腦）
整合目標距離、運動、平台姿態、彈藥彈道等資料，即時計算武器瞄準與預測攔截位置的嵌入式計算系統。

Video Tracker（影像追蹤器）
從連續影像中估算目標位置與運動狀態的即時影像處理系統，可協助持續鎖定移動目標。

MWIR，Mid-Wave Infrared（中波紅外線）
大約位於 3–5 µm 波段的紅外線範圍。高性能軍用熱像儀常利用此波段進行夜間與遠距離熱目標偵測。

ROIC，Readout Integrated Circuit（讀出積體電路）
安裝在紅外線 Detector Array 後方，負責讀取每個感測單元產生的微弱電子訊號，是紅外線焦平面陣列的重要晶片。

Real-Time Control Loop（即時控制迴路）
感測器不斷量測系統狀態，處理器即時計算誤差，再控制馬達修正位置的閉迴路控制系統。穩定砲塔與光學瞄準線高度依賴這類架構。