无人机的发展与应用

时间：2022-12-09 10:24:44 资料我要投稿

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无人机的发展与应用

　　以下是小编精心整理的无人机的发展与应用，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

　　（1）国内外现状

　　21世纪前十年世界各国都在大力发展各种用途的无人飞行器，目前，世界上32个国家已研制出了50多种无人机，有55个国家装备了无人机。无人机成为本世纪武器装备发展中的最大亮点。据报道，1993-2005年间，北约国家无人战斗兵器总数增加了1.7倍，2006年，这一数量达到了11万架具。

　　美国、北约、以色列、南非等其他国家都非常重视无人侦察机和多用途无人机的研制和生产及应用。美国在发展无人机计划的同时，也考虑民用和商用的可能性，如环境监控、通讯中继、毒品侦察、大气取样、野生动物跟踪、测绘等。

　　由于国防预算的削减，俄罗斯的导弹公司和生产厂家不得不将一些军用无人机转为民用。如他们用四年时间研制的NART无人机将用于气象和生态观测；Ka37无人驾驶直升机将用于农业和空中拍摄。同时，俄罗斯还研制了用于农作物统计、输气输油管道监控、化学和核物质监护等方面的旋翼无人机。

　　国内的情况是，高空、高速、中远程、长航时、大载荷等类型的无人机主要应用于军事领域，主要由航空集团、航天集团以及院校研制与生产，国内主要有北航、南航、西工大、航空集团、某些研究所等单位研制。目前北航、南航、西工大这3家主要的无人机研制生产基地，主要是应付军队的需求，任务十分饱满，无瑕顾及民用领域，目前民用无人机的研制生产还没有明确的骨干单位。

　　目前装备部队的有（涉密，仅内部可见）等无人驾驶飞机。由于成本较高，操作复杂，培训维护难，因而主要为军事需求服务，缺乏针对民用需求订制，民用领域尚未真正推广应用。已有企业忙于军品，民用领域基本空白，但民间应用正在逐步渗透。从民用来看，航空遥感、灾情监报、矿藏勘探、数字中国建设等都需要大批量地使用无人机。根据专家预计，今后10年内民用无人机市场的销售额可达10亿美元。无论是军用还是民用，无人机都将朝着模块化、标准化、多样化和系列化的趋势发展，其应用范围广泛，前景喜人。

　　（2）无人机在民用领域发展应用分析

　　到目前只有天空这个大市场还没有开发，这是由于对航空产品对安全性的严格要求和航空管制的原因，使人们不敢问津。在今后几年，将是通用航空事业和无人机事业发展的时代。据分析未来几年我国至少要有数百架民用无人机的市场需求，而且这个数字将呈几倍的增长，因此天空这个大市场必须争夺，必须占领。

　　民用领域对无人机的要求飞行速度通常在100公里每小时以下，飞行高度在3000米以下，某些特殊应用在4000~5000米。由于无人机的经济性、安全性、易操作性，在很多民用领域对无人机都有着旺盛的需求，小型无人机可广泛应用于防灾减灾、搜索营救、核辐射探测、交通监管、资源勘探、国土资源监测、边防巡逻、森林防火、气象探测、农作物估产、管道巡检等领域。由于小型无人机的航空特性和大面积巡查的特点，在洪水、旱情、地震、森林大火等自然灾害实时监测和评估方面特别具备优势。

　　同时民用无人机在航测领域的应用还可以作为卫星遥感手段的补充。卫星影像成为中小比例尺遥感监测和制图的主要数据源，甚至成为1：1万地形图和专题图制图与更新的重要数据源。但由于受到卫星临空周期、气候和供给渠道的制约，用户订购高分辨率卫星数据在覆盖度、时效性以及分辨率方面受到较大影响。无人机航空拍摄方面，由于其机动性强、分辨率高等优点，可作为卫星遥感手段的补充，形成高中低平台结合、粗中细分辨率互补的全天候、全天时、全覆盖立体监测体系。目前很多民营企业在小型无人机航测方面都具备了基本应用能力，甚至已经被专业的地图测绘公司并购。

　　然而至今为止，由于技术不成熟的原因导致无人机在民用领域一直未能大范围推广。最具代表性的一个例子是，90年代中期，农业部曾尝试采用小型无人机作农业评估，因飞机系统对操作员要求太高（通常需要十几年飞行经验），购置的无人机系统陆续摔坏而流产。

　　无人机扩大民用领域应用所面临的关键问题之一，是要搞“用得起的装备”，“开得动的装备”，用得起，就是低成本，因此机体要降低成本，飞控也要降低成本；开得动，就是操作简便易用，无需太长周期的学习培训，无人机自主性能要高，把人的因素降到最低。

　　要搞出一个无人飞行器，使之能飞起来进行演示，并不是非常困难，但要真正做到性能优良，满足实用要求则是一件非常困难的事情，不可等闲视之。这一问题不仅与材料、元器件、设备、微制造技术有关，而且与优化设计和综合集成能力等多方面因素有关，是需要长期努力加以解决的。无人飞行器研制涉及多个技术领域，包括：

　　1、飞行器总体设计；

　　2、空气动力学；

　　3、材料与结构；

　　4、动力推进；

　　5、导航与控制；

　　6、机载设备；

　　7、信息处理与传输；

　　8、发射与回收；

　　9、隐身技术；

　　10、微加工制造；

　　11、系统集成与运行管理；

　　12、地面测试与飞行实验等。

　　目前在民用无人机行业探索的民营公司大多技术不成熟，一般为了满足飞机的复杂保障条件和对操作的较高要求，而建立有以航模操作手为主的飞行团队，专注的是本身企业对无人机的使用，而非用户对无人机的使用。并且由于没有条件看到航空集团的很多现成技术储备和先进技术，导致闭门造车比比皆是。对比的是，航空集团由于体制的原因，对民用的需求只能走调研、立项、审批的程序，对市场反应缓慢，未能在民用领域有较深入的介入。

　　综上所述，根据无人机市场的出现、培育和发展，对行业发展过程综合分析如下：无人机市场从无到有，经历了三个阶段。

　　第一阶段的需求为军用所垄断，由于技术属于高尖端，其技术壁垒决定了民用市场无法接触，基本没有任何民用需求；该阶段的技术特点为惯性组件、控制系统等基础技术尚不成熟，成本很高，只有在军用领域才能接触和应用；从事无人机研制与生产的厂家只有以航空

　　一、二集团为总体单位，电子科技集团为配套单位的国有军工企业。

　　第二阶段从上世纪90年代起到本世纪初，由于电子集成电路、飞行器设计、发动机等基础技术的发展，部分民营企业对无人机行业进行了探索，出现了第一批吃螃蟹的民企，形成了少量低端民用小型无人机，使市场需求由依然是高端的军用领域向民用领域扩展。但这

　　阶段由于技术的仍然不成熟，导致探索和创新的企业多，靠无人机赢利的少。部分民营企业为院校、研究所提供低端小型的无人机产品的设计及演示验证而赢利，其间出现了国家单位对低端无人机的探索性应用，包括了农业部用于农作物估产的无人机系统，后来都因为技术的不成熟而流产。

　　第三阶段从本世纪初至今，需求上军用领域依然饱满，军工企业订单雪片一般，民用领域也遍地开花，由于技术的原因，民用需求最先在航拍、测绘、气象领域被拉动。这一阶段的技术特点是，由于基础技术的进一步发展，军工企业的技术以高端为主，逐渐向低端扩展，组织形式出现了部分军工企业的股份制改造；民用上组织形式以手工作坊式的企业为主，逐渐发展成长而趋向成熟，但缺乏理论支撑，基本是靠试验和摔机来推动进步，安全性和可靠性低，缺乏规模化发展。这一阶段尝试涉足无人机行业的民企增多，但尚未找到足够的赢利模式。

　　综上所述，目前随着国有资本、民营资本的投入，无人机行业的基础技术已经逐渐成熟，无人机的应用领域由单一的军事领域扩展到民用领域的方方面面，无人机厂商也由国有企业逐渐向民营企业转化。不断成熟的飞控、发动机技术使总体技术逐渐成熟，进而推进了市场需求的成熟，最终将使整个行业趋向成熟。因此，我们可以预测即将到来的第四阶段，即我们充分准备投身其中的无人机行业发展成熟的黄金阶段。市场需求上，军用依然被国企垄断，有少部分民营企业开始从事低端军用需求。基础技术的全面成熟使无人机系统向模块

　　化、智能化、系列化、实用化发展，民用需求完全被拉开。部分经过股份制改造的军工企业开始涉足民用领域，成本大幅度降低，并用军工企业多年的技术积累优势而占据部分市场，民营企业将经过技术竞争、市场竞争、资质竞争而洗牌后发展成为具有一定规模的几家骨干企业。

　　无人机遥感系统在环境保护领域中的应用探究论文

　　1无人机遥感系统

　　1.1无人机遥感技术的概述

　　无人机就是不需要人力控制、依托于计算机技术的发展、能够以无线电形式控制的一种飞行器。我们一般情况下会将无人机分成无人直升机和固定翼无人机这两种。而遥感就非常好理解，根据其字面意思就可以解释，遥即遥远、不接触，感则是感应感知，简单来说也就是在不接触待测物品的前提下，通过一些比较先进的信息收集技术以及信息传递方式把对物体探测后收集到的数据传回给信息处理中心。无人机遥感就是二者的有机结合，在无人机上安装一些信息的收集器械，利用无人机不需要人力驾驶的优点进行一些较为复杂的信息收集工作。

　　1.2无人机遥感系统的作业流程

　　无人机遥感系统的工作我们一般情况下分为两阶段。第一个阶段就是作业之前的准备工作，比如说研究合理的飞行路线、选择无人机安放的地点、核查无人机的工作状态等等，这一个步骤中必须要严格谨慎，绝不能出现疏漏，否则后期的工作就无法顺利进行。第二个阶段就是正式进行信息收集，把无人机运送到监测地点、测试控制系统是否能够接收信息、无人机的起飞降落等等，都属于这个阶段中。现在我们国家采用的无人机一般都是在起飞阶段和降落阶段需要人工控制，在进入了預定轨道后就可以由无人机中设定好的计算机程序进行自主控制。

　　1.3无人机遥感系统的优点

　　无人机遥感系统具有极高的科技含量，相应的它具有的优点也非常多。它能够利用很少的资金投入完成复杂的收集工作，收集到的信息准确度也非常高，另外就是一些人力无法企及的环境它也能够顺利的进入并且完成任务，最重要的就是它能够长时间的维持环境监测。使用一次无人机的成本比卫星之类的系统要低上许多，并且这种技术能够确保工作人员的人身安全。

　　2无人机遥感系统在环境保护领域中的应用

　　2.1在建设项目环境保护管理中的应用

　　一个项目想要获得审批，就必须要有环境保护部门出具的环境影响评价书，而这份报告中就需要涉及到项目周边地区的地形图。一些大型城市周边的地形图可以通过卫星图像记录进行成像，然而在一些比较偏僻的地方这种手段就无法取得成果，即使是勉强找到了有相关性的文件，也会由于清晰度不足或者是成像不够完整无法加以应用。为了解决这种问题，一般项目的立项机构会临时进行绘制工作，但是这种方法也存在着许多缺点，比如说需要的时间非常长，这对于项目的审批非常不利。另外就是一些机构出于无奈会选择一些非实时的、分辨率非常低的图像进行申请，这样很难取得良好的工作效果。在无人机遥感系统出现以后，这种偏僻地区的地形成像问题得到了解决。它凭借着自身的一系列优势，能够在短时间内为申请立项单位提供分辨率高、成像效果清晰的地形图，另外就是，在一些山地等比较危险的环境中，能够替代人力完成任务。无人机遥感系统在出色的完成任务的同时，也能够保障工作人员的人身安全。在项目的环境影响评价中运用无人机遥感系统以后，可以与之前的地形成像进行比对，这样就能够分析得出本项目对于环境的影响情况。

　　2.2在环境监测中的应用

　　过去的环境监测工作，一般都是利用点式采样法来确定整片区域内的整体环境情况，这种方法由于其选择的点不具有代表性，随机性比较强，所以有一定的局限。无人机遥感系统的出现和使用很好的解决了这个问题，它能够在大范围内、长时间的进行环境信息收集以及监测，这对于环境监测工作的意义是无可比拟的。在无人机遥感系统中，依托于无人机上安装的成像仪，能够将环境中的各项信息数据非常准确的传输到处理中心，另外其能够收集到的数据种类也是多种多样的，甚至可以通过地面成像系统找到排污口以及污染源，快速的将环境污染问题解决掉。另外，无人机上还可以根据具体的需要，安装大气情况监控设备，从而对待测区域内的大气污染情况进行检测。

　　2.3在环境应急中的应用

　　在处理环境应急问题的时候，无人机遥感系统的作用就显得更加明显。它能够不受交通不畅的影响，从空中抵达待测区域，另外由于其无需人员驾驶的特征，还能够抵达一些具有辐射性或者危险的高危地带，对该地区的环境情况进行实时高效的测定。通过在无人机上安装的影响设备，它能够将待测地区的影响数据及时的传达出来，以便我们对现场的救援进度等进行管理和统筹。无人机遥感系统在环境应急中的应用，为环境保护机构的及时应变以及事后处理带来了极大的便利，使得环境应急处理水平得到提升。

　　结语

　　总而言之，作为时代进步和科技发展的产物，无人机遥感系统在环境保护领域中得到了广泛的认可，并且已经取得了非常喜人的成就，它能够为环境工作者提供更加安全、便捷的工作条件。所以说，在今后的工作中，环境保护机构需要不断的更新工作手段，提升科技含量，把无人机遥感系统更好的应用在环境保护领域，使其发挥出自身的优势，为我们的环境保护做出贡献。

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