無人機的發(fā)展與應用

　　以下是小編精心整理的無人機的發(fā)展與應用，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。

　�。�1）國內外現(xiàn)狀

　　21世紀前十年世界各國都在大力發(fā)展各種用途的無人飛行器，目前，世界上32個國家已研制出了50多種無人機，有55個國家裝備了無人機。無人機成為本世紀武器裝備發(fā)展中的最大亮點。據(jù)報道，1993-2005年間，北約國家無人戰(zhàn)斗兵器總數(shù)增加了1.7倍，2006年，這一數(shù)量達到了11萬架具。

　　美國、北約、以色列、南非等其他國家都非常重視無人偵察機和多用途無人機的研制和生產及應用。美國在發(fā)展無人機計劃的同時，也考慮民用和商用的可能性，如環(huán)境監(jiān)控、通訊中繼、毒品偵察、大氣取樣、野生動物跟蹤、測繪等。

　　由于國防預算的削減，俄羅斯的導彈公司和生產廠家不得不將一些軍用無人機轉為民用。如他們用四年時間研制的NART無人機將用于氣象和生態(tài)觀測；Ka37無人駕駛直升機將用于農業(yè)和空中拍攝。同時，俄羅斯還研制了用于農作物統(tǒng)計、輸氣輸油管道監(jiān)控、化學和核物質監(jiān)護等方面的旋翼無人機。

　　國內的情況是，高空、高速、中遠程、長航時、大載荷等類型的無人機主要應用于軍事領域，主要由航空集團、航天集團以及院校研制與生產，國內主要有北航、南航、西工大、航空集團、某些研究所等單位研制。目前北航、南航、西工大這3家主要的無人機研制生產基地，主要是應付軍隊的需求，任務十分飽滿，無瑕顧及民用領域，目前民用無人機的研制生產還沒有明確的骨干單位。

　　目前裝備部隊的有（涉密，僅內部可見）等無人駕駛飛機。由于成本較高，操作復雜，培訓維護難，因而主要為軍事需求服務，缺乏針對民用需求訂制，民用領域尚未真正推廣應用。已有企業(yè)忙于軍品，民用領域基本空白，但民間應用正在逐步滲透。從民用來看，航空遙感、災情監(jiān)報、礦藏勘探、數(shù)字中國建設等都需要大批量地使用無人機。根據(jù)專家預計，今后10年內民用無人機市場的銷售額可達10億美元。無論是軍用還是民用，無人機都將朝著模塊化、標準化、多樣化和系列化的趨勢發(fā)展，其應用范圍廣泛，前景喜人。

　　（2）無人機在民用領域發(fā)展應用分析

　　到目前只有天空這個大市場還沒有開發(fā)，這是由于對航空產品對安全性的嚴格要求和航空管制的原因，使人們不敢問津。在今后幾年，將是通用航空事業(yè)和無人機事業(yè)發(fā)展的時代。據(jù)分析未來幾年我國至少要有數(shù)百架民用無人機的市場需求，而且這個數(shù)字將呈幾倍的增長，因此天空這個大市場必須爭奪，必須占領。

　　民用領域對無人機的要求飛行速度通常在100公里每小時以下，飛行高度在3000米以下，某些特殊應用在4000~5000米。由于無人機的經濟性、安全性、易操作性，在很多民用領域對無人機都有著旺盛的需求，小型無人機可廣泛應用于防災減災、搜索營救、核輻射探測、交通監(jiān)管、資源勘探、國土資源監(jiān)測、邊防巡邏、森林防火、氣象探測、農作物估產、管道巡檢等領域。由于小型無人機的航空特性和大面積巡查的特點，在洪水、旱情、地震、森林大火等自然災害實時監(jiān)測和評估方面特別具備優(yōu)勢。

　　同時民用無人機在航測領域的應用還可以作為衛(wèi)星遙感手段的補充。衛(wèi)星影像成為中小比例尺遙感監(jiān)測和制圖的主要數(shù)據(jù)源，甚至成為1：1萬地形圖和專題圖制圖與更新的重要數(shù)據(jù)源。但由于受到衛(wèi)星臨空周期、氣候和供給渠道的制約，用戶訂購高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)在覆蓋度、時效性以及分辨率方面受到較大影響。無人機航空拍攝方面，由于其機動性強、分辨率高等優(yōu)點，可作為衛(wèi)星遙感手段的補充，形成高中低平臺結合、粗中細分辨率互補的全天候、全天時、全覆蓋立體監(jiān)測體系。目前很多民營企業(yè)在小型無人機航測方面都具備了基本應用能力，甚至已經被專業(yè)的地圖測繪公司并購。

　　然而至今為止，由于技術不成熟的原因導致無人機在民用領域一直未能大范圍推廣。最具代表性的一個例子是，90年代中期，農業(yè)部曾嘗試采用小型無人機作農業(yè)評估，因飛機系統(tǒng)對操作員要求太高（通常需要十幾年飛行經驗），購置的無人機系統(tǒng)陸續(xù)摔壞而流產。

　　無人機擴大民用領域應用所面臨的關鍵問題之一，是要搞“用得起的裝備”，“開得動的裝備”，用得起，就是低成本，因此機體要降低成本，飛控也要降低成本；開得動，就是操作簡便易用，無需太長周期的學習培訓，無人機自主性能要高，把人的因素降到最低。

　　要搞出一個無人飛行器，使之能飛起來進行演示，并不是非常困難，但要真正做到性能優(yōu)良，滿足實用要求則是一件非常困難的事情，不可等閑視之。這一問題不僅與材料、元器件、設備、微制造技術有關，而且與優(yōu)化設計和綜合集成能力等多方面因素有關，是需要長期努力加以解決的。無人飛行器研制涉及多個技術領域，包括：

　　1、飛行器總體設計；

　　2、空氣動力學；

　　3、材料與結構；

　　4、動力推進；

　　5、導航與控制；

　　6、機載設備；

　　7、信息處理與傳輸；

　　8、發(fā)射與回收；

　　9、隱身技術；

　　10、微加工制造；

　　11、系統(tǒng)集成與運行管理；

　　12、地面測試與飛行實驗等。

　　目前在民用無人機行業(yè)探索的民營公司大多技術不成熟，一般為了滿足飛機的復雜保障條件和對操作的較高要求，而建立有以航模操作手為主的飛行團隊，專注的是本身企業(yè)對無人機的使用，而非用戶對無人機的使用。并且由于沒有條件看到航空集團的很多現(xiàn)成技術儲備和先進技術，導致閉門造車比比皆是。對比的是，航空集團由于體制的原因，對民用的需求只能走調研、立項、審批的程序，對市場反應緩慢，未能在民用領域有較深入的介入。

　　綜上所述，根據(jù)無人機市場的出現(xiàn)、培育和發(fā)展，對行業(yè)發(fā)展過程綜合分析如下：無人機市場從無到有，經歷了三個階段。

　　第一階段的需求為軍用所壟斷，由于技術屬于高尖端，其技術壁壘決定了民用市場無法接觸，基本沒有任何民用需求；該階段的技術特點為慣性組件、控制系統(tǒng)等基礎技術尚不成熟，成本很高，只有在軍用領域才能接觸和應用；從事無人機研制與生產的廠家只有以航空

　　一、二集團為總體單位，電子科技集團為配套單位的國有軍工企業(yè)。

　　第二階段從上世紀90年代起到本世紀初，由于電子集成電路、飛行器設計、發(fā)動機等基礎技術的發(fā)展，部分民營企業(yè)對無人機行業(yè)進行了探索，出現(xiàn)了第一批吃螃蟹的民企，形成了少量低端民用小型無人機，使市場需求由依然是高端的軍用領域向民用領域擴展。但這

　　階段由于技術的仍然不成熟，導致探索和創(chuàng)新的企業(yè)多，靠無人機贏利的少。部分民營企業(yè)為院校、研究所提供低端小型的無人機產品的設計及演示驗證而贏利，其間出現(xiàn)了國家單位對低端無人機的探索性應用，包括了農業(yè)部用于農作物估產的無人機系統(tǒng)，后來都因為技術的不成熟而流產。

　　第三階段從本世紀初至今，需求上軍用領域依然飽滿，軍工企業(yè)訂單雪片一般，民用領域也遍地開花，由于技術的原因，民用需求最先在航拍、測繪、氣象領域被拉動。這一階段的技術特點是，由于基礎技術的進一步發(fā)展，軍工企業(yè)的技術以高端為主，逐漸向低端擴展，組織形式出現(xiàn)了部分軍工企業(yè)的股份制改造；民用上組織形式以手工作坊式的企業(yè)為主，逐漸發(fā)展成長而趨向成熟，但缺乏理論支撐，基本是靠試驗和摔機來推動進步，安全性和可靠性低，缺乏規(guī)模化發(fā)展。這一階段嘗試涉足無人機行業(yè)的民企增多，但尚未找到足夠的贏利模式。

　　綜上所述，目前隨著國有資本、民營資本的投入，無人機行業(yè)的基礎技術已經逐漸成熟，無人機的應用領域由單一的軍事領域擴展到民用領域的方方面面，無人機廠商也由國有企業(yè)逐漸向民營企業(yè)轉化。不斷成熟的飛控、發(fā)動機技術使總體技術逐漸成熟，進而推進了市場需求的成熟，最終將使整個行業(yè)趨向成熟。因此，我們可以預測即將到來的第四階段，即我們充分準備投身其中的無人機行業(yè)發(fā)展成熟的黃金階段。市場需求上，軍用依然被國企壟斷，有少部分民營企業(yè)開始從事低端軍用需求�；�礎技術的全面成熟使無人機系統(tǒng)向模塊

　　化、智能化、系列化、實用化發(fā)展，民用需求完全被拉開。部分經過股份制改造的軍工企業(yè)開始涉足民用領域，成本大幅度降低，并用軍工企業(yè)多年的技術積累優(yōu)勢而占據(jù)部分市場，民營企業(yè)將經過技術競爭、市場競爭、資質競爭而洗牌后發(fā)展成為具有一定規(guī)模的幾家骨干企業(yè)。

　　無人機遙感系統(tǒng)在環(huán)境保護領域中的應用探究論文

　　1無人機遙感系統(tǒng)

　　1.1無人機遙感技術的概述

　　無人機就是不需要人力控制、依托于計算機技術的發(fā)展、能夠以無線電形式控制的一種飛行器。我們一般情況下會將無人機分成無人直升機和固定翼無人機這兩種。而遙感就非常好理解，根據(jù)其字面意思就可以解釋，遙即遙遠、不接觸，感則是感應感知，簡單來說也就是在不接觸待測物品的前提下，通過一些比較先進的信息收集技術以及信息傳遞方式把對物體探測后收集到的數(shù)據(jù)傳回給信息處理中心。無人機遙感就是二者的有機結合，在無人機上安裝一些信息的收集器械，利用無人機不需要人力駕駛的優(yōu)點進行一些較為復雜的信息收集工作。

　　1.2無人機遙感系統(tǒng)的作業(yè)流程

　　無人機遙感系統(tǒng)的工作我們一般情況下分為兩階段。第一個階段就是作業(yè)之前的準備工作，比如說研究合理的飛行路線、選擇無人機安放的地點、核查無人機的工作狀態(tài)等等，這一個步驟中必須要嚴格謹慎，絕不能出現(xiàn)疏漏，否則后期的工作就無法順利進行。第二個階段就是正式進行信息收集，把無人機運送到監(jiān)測地點、測試控制系統(tǒng)是否能夠接收信息、無人機的起飛降落等等，都屬于這個階段中�，F(xiàn)在我們國家采用的無人機一般都是在起飛階段和降落階段需要人工控制，在進入了預定軌道后就可以由無人機中設定好的計算機程序進行自主控制。

　　1.3無人機遙感系統(tǒng)的優(yōu)點

　　無人機遙感系統(tǒng)具有極高的科技含量，相應的它具有的優(yōu)點也非常多。它能夠利用很少的資金投入完成復雜的收集工作，收集到的信息準確度也非常高，另外就是一些人力無法企及的環(huán)境它也能夠順利的進入并且完成任務，最重要的就是它能夠長時間的維持環(huán)境監(jiān)測。使用一次無人機的成本比衛(wèi)星之類的系統(tǒng)要低上許多，并且這種技術能夠確保工作人員的人身安全。

　　2無人機遙感系統(tǒng)在環(huán)境保護領域中的應用

　　2.1在建設項目環(huán)境保護管理中的應用

　　一個項目想要獲得審批，就必須要有環(huán)境保護部門出具的環(huán)境影響評價書，而這份報告中就需要涉及到項目周邊地區(qū)的地形圖。一些大型城市周邊的地形圖可以通過衛(wèi)星圖像記錄進行成像，然而在一些比較偏僻的地方這種手段就無法取得成果，即使是勉強找到了有相關性的文件，也會由于清晰度不足或者是成像不夠完整無法加以應用。為了解決這種問題，一般項目的立項機構會臨時進行繪制工作，但是這種方法也存在著許多缺點，比如說需要的時間非常長，這對于項目的審批非常不利。另外就是一些機構出于無奈會選擇一些非實時的、分辨率非常低的圖像進行申請，這樣很難取得良好的工作效果。在無人機遙感系統(tǒng)出現(xiàn)以后，這種偏僻地區(qū)的地形成像問題得到了解決。它憑借著自身的一系列優(yōu)勢，能夠在短時間內為申請立項單位提供分辨率高、成像效果清晰的地形圖，另外就是，在一些山地等比較危險的環(huán)境中，能夠替代人力完成任務。無人機遙感系統(tǒng)在出色的完成任務的同時，也能夠保障工作人員的人身安全。在項目的環(huán)境影響評價中運用無人機遙感系統(tǒng)以后，可以與之前的地形成像進行比對，這樣就能夠分析得出本項目對于環(huán)境的影響情況。

　　2.2在環(huán)境監(jiān)測中的應用

　　過去的環(huán)境監(jiān)測工作，一般都是利用點式采樣法來確定整片區(qū)域內的整體環(huán)境情況，這種方法由于其選擇的點不具有代表性，隨機性比較強，所以有一定的局限。無人機遙感系統(tǒng)的出現(xiàn)和使用很好的解決了這個問題，它能夠在大范圍內、長時間的進行環(huán)境信息收集以及監(jiān)測，這對于環(huán)境監(jiān)測工作的意義是無可比擬的。在無人機遙感系統(tǒng)中，依托于無人機上安裝的成像儀，能夠將環(huán)境中的各項信息數(shù)據(jù)非常準確的傳輸?shù)教幚碇行�，另外其能夠收集到的�?shù)據(jù)種類也是多種多樣的，甚至可以通過地面成像系統(tǒng)找到排污口以及污染源，快速的將環(huán)境污染問題解決掉。另外，無人機上還可以根據(jù)具體的需要，安裝大氣情況監(jiān)控設備，從而對待測區(qū)域內的大氣污染情況進行檢測。

　　2.3在環(huán)境應急中的應用

　　在處理環(huán)境應急問題的時候，無人機遙感系統(tǒng)的作用就顯得更加明顯。它能夠不受交通不暢的影響，從空中抵達待測區(qū)域，另外由于其無需人員駕駛的特征，還能夠抵達一些具有輻射性或者危險的高危地帶，對該地區(qū)的環(huán)境情況進行實時高效的測定。通過在無人機上安裝的影響設備，它能夠將待測地區(qū)的影響數(shù)據(jù)及時的傳達出來，以便我們對現(xiàn)場的救援進度等進行管理和統(tǒng)籌。無人機遙感系統(tǒng)在環(huán)境應急中的應用，為環(huán)境保護機構的及時應變以及事后處理帶來了極大的便利，使得環(huán)境應急處理水平得到提升。

　　結語

　　總而言之，作為時代進步和科技發(fā)展的產物，無人機遙感系統(tǒng)在環(huán)境保護領域中得到了廣泛的認可，并且已經取得了非常喜人的成就，它能夠為環(huán)境工作者提供更加安全、便捷的工作條件。所以說，在今后的工作中，環(huán)境保護機構需要不斷的更新工作手段，提升科技含量，把無人機遙感系統(tǒng)更好的應用在環(huán)境保護領域，使其發(fā)揮出自身的優(yōu)勢，為我們的環(huán)境保護做出貢獻。

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