探索无人机的发展应用

谢延旭

摘 要：在当今信息化时代的背景下，无人机技术日新月异。无人机是指利用无线遥控或依靠已有程序操作的无需人驾驶的飞行器。因其无需载入人体，其体积大小、配备设施与应用到的材料工艺等随之改变，在一百多年历史进程中，人们将最初的军事武器发展创新，逐渐渗透到各个领域。正如当下人类社会里，大疆小米等制造的航拍器材类消费级无人机、工业厂家生产的遥感巡检类专业级无人机等不断产出并更新，为人们提供了摄影、测绘、巡检、遥感等技术支持，在生活生产中取得了良好的回报。本文将从介绍无人机的功能特点开始，对无人机工作时所使用的功能技术及其涉及领域进行主要阐述，最后对无人机的未来进行展望。

关键词：无人机；发展现状；军事民用

中图分类号：V279 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）08-0218-02

科技信息化给人们生活方式、生产结构带来巨大的改变，无人机作为新技术下的产物具有体积小、航程远及无需人驾驶的优势，它结合新兴技术，加持高精尖科技，功能用途逐渐多变起来，越来越受到军事部门的重视，其在社会民用方面也开始活跃起来。近些年来无人机的飞控系统、动力系统等愈发成熟，无人机作业于生活生产的课题成为了新的发展趋势，功能不一的无人机们逐渐走进了人们的视野。

1 无人机的主要特点

1.1 图像采集

图像采集是指利用无从机上配置的航拍设备来收集图像资料，大多是收集的地理资料和人文信息。因无人机具有可调高度的移动性能，相比于较原始的地面采集更机动灵活。

1.2 无人化

因无人机是通过电磁波控制或按内部程序进行运作的，減少了对人力资源的使用，避免了相关领域的人才损失。更由于机器内部无人化，无人机的体积不断缩小、样式得到改变，内部功能也有了更多的补充完善，提高了机械的空间利用率，推动了无人机的多样化。

1.3 其他

此外，有的无人机被不断缩小：在全机身采用复合材料或碳纤维来减小质量，并通过换装小尺寸的小功率机来减小体积。被赋予这些特点的无人机自身信息特征头减弱，就可以实现微型化和隐身化等特点。这在军事侦察、目标识别方面都有相当大的贡献。

2 无人机的主要功能应用

2.1 测绘

测绘，通俗来说就是实现测量和绘图的功能。无人机测绘主要是利用无人机图像采集功能采集数据信息，将已收集信息通过无线电将数据发送到地面中心，由相关人员对采集到的数据进行图像拼接、加密、DTM提取及滤波、镶嵌及匀色等操作，最后得到清晰可视的数据关系或图片。人力测绘存在耗时长、成本高、信息滞后的缺点，而无人机攻克了这些难点，它的高机动、低成本、方便快捷在后来的建筑测绘及道路测绘都发挥了不可替代的作用。尤其是在高山、高原、火山口或荒岛等高危险地带，无人机比载人飞机更能胜任测绘作业。无人机可以孤身深入高危地带腹部收集数据，而载人飞机则需要顾及人体在高危环境下的安全问题，还需要后勤人员、医务人员来做好保障工作。

2.2 遥感

遥感泛指远距离的无接触探测，类似蝙蝠在黑夜发射超声波来“看清”附近的环境。是运用传感器或遥感器对物体的电磁波的辐射、反射波长等特征的探测。无人机用传感器等对电磁波敏感的探测仪器，收集目标物反射回来的电磁波信息，分析处理后识别目标物，可实现定时、定位、定性、定量的功能。与传统方式的航空航天地面信息采集相比，无人机遥感获取影像快速清晰且易于解析、覆盖面积大、运行和维护成本低，充分弥补了传统卫星遥感和普通航空遥感回访周期长、时效性不强、受限于天气条件及制造成本的不足。目前，我国的无人机遥感在大比例地理测绘、环境监测、灾害应急、城市规划方面获得了探索性的应用。

截至2016年，无人机遥感已经完成了在贵州福建等地的大比例尺测图任务以及西部某处34个高原县城的航拍任务，为不断更新完善领土信息贡献力量。2013年8月16日，广东省河源紫金县洋头镇因强降雨导致山洪暴发，该区的遥感无人机实时记录了灾区的动态，为灾情调查带来了准确、清晰、动态的现实依据。

2.3 巡检

巡检是无人机民用领域重要组成部分，当今社会电力系统发达，输电线路遍布各处，一方面输电线内部承受着不可避免的电流冲击与机械荷载，另一方面输电线长期处于暴露状态，也需要承受外界的各种侵害，包括了在强风、寒冻、曝晒等自然侵害以及在人口聚居地遭受的人为破坏。因此对输电线路设施进行定期的巡检十分重要，目前我国某些地区如海南等地的电网无人机巡检已趋向常态化，其电网巡检工作图如图1。

具体的巡检工作是指利用无人机上航拍设备、红外传感器等记录和识别电路设备，再对这些信息数据进行分析判断，掌握电路管道的实际运行情况，及时发现线路中存在安全隐患，保证电路运输运行可靠。与传统的人力排查相比，无人机效率高、出勤率高，且成本低廉、容易维护。特别是在我国电压线遍布的情况下，历经森林、荒郊、河流……人力排查的工作强度可想而知。于是无人机推广而来，以其视野广、移动快、方便携带深受喜爱。这同样要求着相关从业人员必需掌握无人机的工作原理以及运行与修理技术，将先进的无人机技术纳入技能学习中，影响着下一批技术人员甚至与之相关专业的学生分子。

当然，巡检在林业和农业部门也深受欢迎。在林业部门可用于巡逻广阔的森林，关注森林生长、树木盗伐、森林起火等情况。环境部门也将其用以监控土地荒漠化、盐碱化水平以及突击检控农林企业土地污染情况等。农业方面则是利用无人机监控农作物生长情况，甚至用无人机进行农药喷洒等。

2.4 军事

无人机最先起源于第一次世界大战中，在军事领域发展时间最长，不同功能不同体型的无人机逐步被研发。从功能应用来看，军用无人机主要用于情报侦察、军事打击、信息对抗、通信中继。下面让我们依次对他们进行一些简单说明。

首先，侦察无人机通过配置光电、雷达等传感器，提供不同角度、不同地区的侦察情况，为部队提供实时情报支持。而军事打击则主要指作战无人机，这种攻击类无人机配备了作战单元，识别目标后可以通过锁定目标进行实时准确的攻击，杀伤力巨大。关于信息对抗，就是交战双方在信息技术上的较量了，它是针对敌方的指挥网络系统、雷达通信设备、复杂电磁环境等光电信息进行对抗，干扰或阻断敌方的攻击和侦察，为作战无人机、侦察无人机扫除障碍。最后说到通信中继，无论是在过去的冷兵器战争还是现在的信息化战争，信息的交流传递都是战场指挥控制的核心。通信网络中继无人机工作原理类似于卫星，在无人机上配置数据传输设备，将地面控制中心、通信中继无人机、作战机串联起来，建立通信链路，增加前线战斗机的作战距离。而且移动的无人机降低了遭受攻击的几率，且现今无人机中继系统之间有着备份数据链，即使被攻击，替补通信网络也能够快速恢复信息并替补使用。

这一系列战前信息获取，战时歼灭机打击，战中信息干扰，战酣通信中继运维，展示了无人机在战斗中部署应用灵活、情报准确实时，显著提高了作战效率。

3 展望未来

随着人类科技的成熟，未來无人机趋向智能化，即集合现代计算机网络技术、行业技术、智能控制技术等使无人机完成更多功能性操作，之所以说是智能化而不是自动化，原因在于自动化的无人机不比智能化的无人机运算周密、运行稳定。集群也将是未来无人机一大特色，对于民用而言，在一些喜庆的场合能起来推动气氛的高潮，而在军用领域，集群飞行作战，意味着可以实施类似“狼群战术”，即对数量劣势敌方战机进行不同方向不同高度进行攻击，必要时进行自杀式攻击，无人机低廉，不会有人伤亡，而载人航空器则不同，昂贵且会出现损失高素质人员的情况，战争是国力的效量，有高素质人员和具有较好的武器是打好每场战役的关键。在国力有限的情况下，应将有限资源经济化使用，未来必将出现多样化的新型无人机也将带来新型工作岗位，无人机快递、无人机保险、无人机维修及保养等一系列新型行业兴起。

4 结语

无人机自20世纪20年代出现，从最初单一的靶机到现在多样功能用途的无人机，在社会生产和军事对抗上充当不可缺少的一部分。遥感并提供第一时间的灾害数据，对电路管路巡检，侦察情报，精确远程打击等，随着科技不断进步，无人机焕发着昂扬的生命力。目前一些民用无人机在科技爱好者领域备受青睐，也因为使用不当而给社会带来了一定的治安问题，因此在2018年1月26日，国务院、中央军委空中交通管制委员会办公室发布了《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例（征求意见稿）》，这是我国首次从国家战略层面对无人机飞行管理与后续发展做出部署，体现了对无人机日后发展的重视与期待。

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