摘要：近年来世界各国无人机产业蓬勃发展，不论是一般消费性市场还是商业应用上都能看到无人机的身影。目前市面上较为常见的无人机分成三个类型：多轴旋翼机、直升机和定翼机，其中又以多轴旋翼机最受消费性市场青睐。下面，小编给大家整理了更多相关知识，一起来看看了解下吧，希望对你有帮助。
无人机的作用和用途
1、灾情的监测与防范“水火无情、地震难测”自然灾害的凶猛性往往造成交通和通信中断。如果不能及时了解灾难现场的发展情况，就无法保证生命和财产安全。从空中快速侦查是最有效的信息获得手段，然而如果远离机场，大型飞行器很难及时赶到。无人机无疑是了解灾情最便捷的工具。运用无人机所携带摄像机可以准确地拍摄到灾区震后的情景，为地面指挥救援人员提供了清晰可靠的信息，以便于及时开通途径，救出灾民。2、公安监控与反恐利用无人机对提高各级公安部门的应急管理能力是大有帮助的。对于突发事件，无人机可以实现快速响应，到达现场并及时采取果断措施，实施正确指挥和进行紧急救援,防止危险事态发展。对于驾驶车辆的罪犯，公安人员往往因交通堵塞，不能跟踪犯罪分子。使用小型无人机从空中追踪罪犯车辆，由无人机地面指挥车记录下无人机传回的犯罪证据，就可以大大提高处理突发案件的能力。进院或入室作案的犯罪分子，往往利用依靠院墙、房屋和挟持的人质，使公安人员难以了解现场状况和接近犯罪分子。利用小型灵活可悬停的无人机，就可以进人院内上空，实时掌握内部情况，指挥人员处理现场。利用装有特殊攻击性设备无人机，还可以直接执行辅助手段协助公安人员抓获罪犯。对于持枪的恐怖犯罪分子，利用无人机准确掌握罪犯现场，减少公安人员受到伤害的情况发生，或直接攻击犯罪分子，是公安部门对付暴力犯罪分子的十分有效的新型手段。3、交通管理与安检汽车行驶堵塞，交通事故频繁，已成为目前各国十分头疼的问题。小型无人机能够及时从空中飞临事故现场，使公安、安全监督部门人员通过无人机发回的现场图像，直观了解现场实况，作出及时调动交通车辆和处理现场的决定。城市交通管理越来越复杂，掌握堵塞路口和事故易发地区的车流状况，无疑对优化城市交通管理是十分有益的。无人机从空中垂直路面的角度，可以获得更大范围的交通动态状况，以及车辆种类、速度和不同路口流量的准确统计资料。4、电力巡检我国的电力产业日益突飞地发展，尤其是高压线路遍布城乡山区，导致检修的工作量和难度越来越大。高压线路受到大风、积雪或人为损害的情况时常发生，对工农业生产和人民生活造成极大的影响。起伏山谷、湍急河流等区域的高压线路，单靠人员检测的困难性和危险性不言而喻。利用有人驾驶的直升机，成本较低高，条件也有限。所以第一时间让无人机飞临电力事故区域进行监测，赢取抢修时间；无人机电力巡线系，利用无人机来检测高压线路，使电力管理部门较早接收到事故反馈，可大大降低电力巡线的成本。此外，无人机还可以用于电力现场勘测和电力线路规划。5、气象探测与人工降雨由于人类对自然环境的污染和破坏，气象频频出现反常情况，干旱和洪涝等灾害每年都有发生。以前利用卫星的气象探测方法只能在一个地点作用，而且是一次性使用。无人机不仅解决上述问题还在气象探测技术得到广泛应用，如战场气象测量、恶劣天气监测、人工降雨等方面。6、空中航测无人机可以在低空进行高精度的航拍及监测，而且具有效率高、成本低（相比有人驾驶直升机）的特点。无人机近距离拍摄图像分辨率可达厘米级，对建筑物等形状复杂的目标可进行近距离、多角度三维测绘。从无人机航拍影像中可以精确地分出每一个建筑、道路、河流、车辆，也可以通过图像拼接得到整个城市区域详细实景地图。无人机还可以用于野外地质与矿产勘测、农业资源探测、地理测绘等。
无人机的常见类型
无人机分类
按飞行平台构型分类：可分为固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇、伞翼无人机、扑翼无人机等；按用途分类：无人机可分为军用无人机和民用无人机；按尺度分类（民航法规）：无人机可分为微型无人机、轻型无人机、小型无人机以及大型无人机；按尺度分类（民航法规）：无人机可分为微型无人机、轻型无人机、小型无人机以及大型无人机；按任务高度分类：可以分为超低空无人机、低空无人机、中空无人机、高空无人机和超高空无人机。
常见类型
1、多旋翼无人机多旋翼无人机是一种具有三个及以上旋翼轴的特殊的无人驾驶旋翼飞行器。其中旋翼是指提供动力的螺旋桨，轴是指供动力的旋翼的旋转轴。优势：多旋翼飞机小巧，重量轻，携带方便，可悬停，相比于其他机型，他的是操作最简单的，对人的安全性也相对来说是很高的。应用场景：航拍、航测、电力巡检等2、固定翼无人机固定翼无人机，机翼外端后掠角可随速度自动或手动调整的机翼固定的一类无人机，靠螺旋桨或者涡轮发动机产生的推力作为飞机向前飞行的动力，主要的升力来自机翼与空气的相对运动。优势：固定翼是模仿民用实体飞机制作的，搭载机载控制链路，可以实现比多旋翼飞行距离远、速度快等优势。劣势：固定翼的灵活性和机动性却不如多旋翼，无法快速地转换视角。应用场景：广泛应用在测绘、地质、石油、农林等职业，具有广阔的市场应用远景。
无人机的应用领域
1、应用领域：电力巡检工作原理：装配有高清数码摄像机和照相机以及GPS定位系统的无人机，可沿电网进行定位自主巡航，实时传送拍摄影像，监控人员可在电脑上同步收看与操控。推荐理由：采用传统的人工电力巡线方式，条件艰苦，效率低下，一线的电力巡查工偶尔会遭遇“被狗撵”“被蛇咬”的危险。2、应用领域：农业飞行工作原理：利用集成了高清数码相机、光谱分析仪、热红外传感器等装置的无人机在农田上飞行，准确测算投保地块的种植面积，所采集数据可用来评估农作物风险情况、保险费率，并能为受灾农田定损，此外，无人机的巡查还实现了对农作物的监测。3、应用领域：环保工作原理：无人机在环保领域的应用，大致可分为三种类型：（1）环境监测：观测空气、土壤、植被和水质状况，也可以实时快速跟踪和监测突发环境污染事件的发展；（2）环境执法：环监部门利用搭载了采集与分析设备的无人机在特定区域巡航，监测企业工厂的废气与废水排放，寻找污染源；（3）环境治理：利用携带了催化剂和气象探测设的柔翼无人机在空中进行喷撒，与无人机播撒农药的工作原理一样，在一定区域内消除雾霾。4、应用领域：影视剧拍摄工作原理：无人机搭载高清摄像机，在无线遥控的情况下，根据节目拍摄需求，在遥控操纵下从空中进行拍摄。5、应用领域：确权问题工作原理：大到两国的领土之争，小到农村土地的确权，无人机都可上阵进行航拍。6、应用领域：街景工作原理：利用携带拍摄装置的无人机，开展大规模航拍，实现空中俯瞰的效果。7、应用领域：快递工作原理：无人机可实现鞋盒包装以下大小货物的配送，只需将收件人的GPS地址录入系统，无人机即可起飞前往。8、应用领域：灾后救援工作原理：利用搭载了高清拍摄装置的无人机对受灾地区进行航拍，提供一手的最新影像。
无人机怎么选
1、无人机的飞行稳定性与可靠性挑选无人机的时候，可以实现进行试飞，看无人机是否在起飞时无操作的时候，看无人机是否能在之前的高度甚至是位置停留，不会出现晃动以及移动的情况。之后进行推拉摇杆操作，看无人机是否能够稳定的起飞停止。2、无人机操控传统遥控器遥控系统：传统的遥控器操作的信号是比较稳定的，在遥控范围距离上是优于一些智能设备的，大多的遥控范围都是在100米甚至是超过100米的。当我们进行遥控器操作熟悉了之后就能更加轻松进行更为复杂、精准的飞行以及拍摄。手机、平板灯智能遥控系统：适合一些新手入门是进行操作，毕竟简单易上手，相对应的手机平板操控无人机就会存在信号连接不稳定、有效的操控范围略短，有效操控范围为50-100米。操作相较于传统遥控直观，但动作精确度不太高。3、画质条件无人机的成像画质是另一大重要因素，1080p的超高清画质是想要拍出好作品的必备画质，若是能更高则是不错的。在进行选购无人机的时候，一定要注意无人机配备的分辨率以及低光下的具体拍摄成像，视频流畅度的FPS也是要考虑的。4、视野方面航拍少不了的就是最终的成品呈现出广阔风景，一般的普通镜头也是达不到的，配备广角镜虽可以解决这一问题，但是也得配备一款视野适合的广角摄像镜，否则会影响最后图片视频，出现画面变形情况。5、图传画质高清的图传画质让我们清晰明了捕捉无人机飞行情况。主流的无人机360-480p为主，还存在一些级别较高的无人机可达到720p级的高清画质。6、续航能力无人机的飞行时间是和我们携带的无人机本身的电池容量相关的，不可挑选一款低电量的无人机，要知道高端无人机可以飞行最高30分钟，中低端的无人机时常飞行拍摄十分钟就没电了，所以购买无人机时要考虑电池的容量。
无人机的保养维护
无人机保养的作用
1、保持作业效率无人机作业不中断，高效完成作业任务。2、保障作业安全保持无人机性能稳定，减少计划外开支。
保养技巧
1、机身保养目前大多数无人机采用碳纤维材料作为机身，在保护无人机内部电路不被外界环境腐蚀的同时，一般也设有散热孔。正是这些小的孔隙恰恰让机身受到腐蚀难以清理。（1）检查飞机机身螺丝是否出现松动，机身结构上，飞机机臂是否出现裂痕破损。如有裂痕，请及时检测维修。（2）检查减震球是否老化，电机轴承是否有磨损、震动，电机是否变形，螺丝是否稳固。2、螺旋桨保养螺旋桨是无人机飞行中的关键零件，因此在检查时要多花点心思。因为是肉眼可观察的部件，因此检查的步骤也比较简单，但需要细心。（1）特别留意桨叶是否出现裂痕、缺口等。如果损伤严重，最好还是直接更换新的螺旋桨。（2）要特别留意起飞前螺旋桨是否按顺序固定好。3、电机保养除了螺旋桨外，对飞行稳定性影响最大的就是电机了。无人机飞行前，需要确认电机与螺旋桨是否已经固定飞行，然后及时检查清理电机是否存在杂物。（1）及时清除电机机座外的灰尘、淤泥。如使用环境灰尘较多，最好每次飞行后清扫一次。（2）检查电机接线盒接线螺丝是否松动、烧伤。（3）检查各个固定螺丝，将松动的螺母拧紧。（4）检查电机转动是否正常，用手转动转轴是否灵活、有无不正常的摩擦、卡阻、蹿轴和异常响声。（5）在通电以后，发现某个电机不转或是异常响声，应立即断电。4、遥控器保养无人机遥控器是容易被忽视的一个配件。遥控器的检查应该注意天线是否有损伤，遥控器的挂带是否牢固以及跟航拍器连接是否正常。（1）不要在潮湿、高温的环境下使用或放置遥控器。（2）避免让遥控器受到强烈的震动或从高处跌落，以免影响内部构件的精度。（3） 注意检查下遥控器天线是否有损伤，遥控器的挂带是否牢固以及与航拍器连接是否正常。（4）在使用或者存放过程中，尽量不要“弹杆”。5、电池保养观察电池外壳是否有破损或者变形鼓胀，若电池受损严重，务必停止对电池的使用，尽量将电池进行废弃处理，不要对电池进行拆解，因为失当的拆解操作可能会导致电池爆炸。（1）首先检查电池是否可以使用，观察电池外观是否有鼓包，有鼓包的电池不建议继续使用。（2）如果经常外出航拍，还应注意温度对电池的影响。电池理想的保存温度为22~28°C，切勿将电池存放于低于零下1°C或高于45°C的场所。（3）长时间不用时应把电池放在阴凉且干燥的地方保存。电池每隔大约3个月或经过约3次充放电后，需进行一次完整的充电和放电过程再保存。定期检查智能飞行电池寿命，当电池指示灯发出低寿命报警时，请更换新电池。
无人机操控方法
按键意义
油门舵：控制无人机的高度；方向舵：控制无人机的顺时针与逆时针的转向；升降舵：控制无人机的向前或向后飞行；副翼：控制无人机的向左向右飞行。
操控方式
1、普通拨杆遥控操作这种方式也是最常见的无人机操控方式。2、手机APP重力感应操控在旅行中有自拍爱好的用户，并不考虑使用复杂的遥控器，选择手机操控这种更快捷的方式也是很好的选择。虽然还没有做到像遥控器那么的精准，但这些新的操控体验不仅降低了无人机操作的难度，也满足了不同拍摄的需求，给消费者更多的选择。3、可穿戴设备VR眼镜操控通过抬头和低头控制云台相机的俯仰角度，无人机在天空俯瞰地面的景色尽收眼底，同时也可以通过智能腕表和VR技术提供全新的操控方式，机体灵活小巧，可以设定飞行航线。4、手势操控无人机通过手上佩戴手环方式，通过手势控制无人机飞行。
无人机航拍技巧
1、拍摄稳定的长镜头调整好位置，让镜头越长越好，越稳越好，在大多数情况下要尽量减少晃动。2、比你设定的时间多拍摄10秒钟拍摄的时候确认时间，多进行10秒钟的拍摄，拍摄某一部分时间变长，拍摄的画面也更多。3、反复练习拍摄路线跟其他摄影师一样多练习几次，练习不同的拍摄角度来拍摄视频之类的，决定好自己的路线然后进行多次试拍练习，相信你得到的结果肯定比第一次好。4、飞得低一点、慢一点低空、低速，大家都希望从超级高的高空，比如5千或9千米的高空进行拍摄，简直让大家痴狂，但不要低估地面拍摄的力量，非常稳定，非常缓慢，你可以对各个角度进行拍摄，其他摄影师或拍摄杆都拍不全的事情也可以进行低空拍摄，你可以自己进行控制，减少各种晃动，调整各种因素，让视频拍摄更加顺利。5、顺风拍摄，不要逆风飞行拍摄拍摄场景正当大风的时候，如果逆风拍摄，与风对抗，不可能拍摄到需要的视频。顺风拍摄面对扑面而来的强烈的风，让无人机顺着风进行飞行拍摄，让风来引导、推动飞行。当你导入视频后，就会发现狂风并没有影响你的拍摄。6、逆光画面逆光拍摄，往往能达到不一样的感官效果。航拍逆光画面需要把飞机藏进被拍摄物体的阴影中，这样做能让被拍摄物体在阳光的映衬下，泛出轮廓光。不过此时时间的选择，是拍摄是否成功的重要因素，如果想拍摄到明、暗细节都有的保留的画面。日出和日落前后的30分钟，是最佳的时间。7、提高素材利用率电影或广告拍摄中，航拍画面的起幅和落幅很重要。为了提升航拍素材利用率，在大景别的航拍中，航拍起幅画面要有3秒的平稳停顿时间，此时飞行器与云台均保持不动；拍摄过程中，飞行器的行进、云台方向的移动，都需要尽可能的平稳、匀速；落幅画面和起幅一样，通用需要3秒钟的平稳停顿。平稳的无抖动的素材，在影视后期制作中更容易被利用。
无人机怎么考驾照
在国内可以考的无人机驾照主要有三种：AOPA、ASFC、UTC1、 AOPAAOPA-China，中文是中国航空器拥有者及驾驶员协会，经国务院批准同时中国民用航空局主管的全国性的行业协会。持有AOPA证书可以使用对应类别、级别的无人机进行商业飞行；申请飞行计划时的人员证照凭证；中国民航局《民用航空飞行标准管理条例》（2016征求意见稿）第一百一十四条，使用未按照法规要求培训的人员操作无人机的，对运营人处3000元以上10万元以下罚款。考试培训费用由各训练机构根据市场和培训成本自行制定，从几千到几万不等。学习时长由培训机构确定，课程要求，驾驶员理论+实践学时至少64学时，机长理论+实践至少76学时，一般情况下有基础约15天；无基础约30天。2、UTCDJI大疆创新自己推出的“慧飞”，无人机行业应用培训中心，通过认证考试后获得的证书现阶段只有农业植保机专业。这是DJI大疆创新与两大机构联合认证的证书标准，这两大协会是中国航空运输协会通用航空分会(CATAGA)和中国成人教育协会(CAEA)。UTC的考试也是采用理论+实操的考试模式，可以从"慧飞"无人机应用培训技术中心（https://www.uastc.com/），即由民用无人机企业深圳市大疆创新科技有限公司成立的培训中心处学习。培训费用全国统一为6500元，全国拥有1个总部和5跟分部，学习时间统一为15天课程。以农用植保机专业为例，将会学习到农作物主要虫害及植保常用农药剂型，施药技术方案及作业规范，大疆无人机的使用、理论、组装及基本维护，以及飞行实操训练。3、ASFC中国航空运动协会简称中国航协(ASFC)，是具有独立法人资格的全国性群众体育组织，是中华全国体育总会的团体会员，负责管理全国航空体育运动项目，是代表中国参加国际航空联合会及相应国际航联活动以及组织全国性的体育竞赛的唯一合法组织。ASFC主要针对的人群是航模爱好者，拥有ASFC可以参加国际航空联合会举办的赛事，但不可用于商业活动。ASFC的考核方式是通过理论后，再进行场外实操（理论成绩通过80分之后，外场考试分初中高三级）。认证等级分为：特级、中级、初级，考试者可自行选择考试级别，每个级别的考务费为560元，但培训费没有统一标准，基本在千元-万元不等，学习时间在15-30天。注意：考试费用并非绝对准确金额，建议以实际金额为准。

无人机的发展与应用（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。浅谈警用无人机技术应用与研究公安部近年来也开始加速普及和装备无人机用于巡视执法和反恐处突，极大提升了反应速度和办案效率。新技术的使用不仅仅是社会生产活动的必然趋势，也是加强警方战斗力的根本保证。本文主要论述无人机带给警方处置各类情况的积极作用和变化，提出在各类处警环境中的应用和解决方案。一、影响出警速度的因素（一）交通堵塞和地形、天气因素举例而言，在10公里半径范围内出警，假设警用车辆在城镇道路交通系统中直线行进速度为40-70km/h，那么，警车赶到10公里案发点的时间要超过10分钟，如果在交通繁忙、堵塞、道路曲折的情况下，这个时间还要更久，而很多案发地点还在偏僻郊区，可能有山地、河流及不可预测的雨雪天气影响出警速度。（二）报警人地址表述不详报警人很有可能因为情况危急、心里紧张、不熟悉所处环境而无法清晰说明案发地点，耽误出警和获救时间。（三）警力不足、情况不一目前，我国警力和人口之比大约为万分之十一，而国际上警力和人口之比约万分之三十五左右，中国是一个警力非常薄弱的国家，然而，在缺乏足够警力的同时，出警频率却在升高，研究显示：案发后警察到达现场的时间少于3分钟，有30%的犯罪嫌疑人在现场或现场附近被抓获。在5-10分钟时，现场抓获率就会下降到17.8%。而中国的警力薄弱，在硬件设施上，很多地区也存在不足，面临更加严峻的出警问题。（四）派出所分布不均作为公安机关的最基层组织，派出所的地理位置对人民警察的出警效率和服务能力至关重要，然而，由于地形地貌复杂和地处边远等不可抗拒的气候、地理环境、经济水平因素，派出所的分布和服务辐射范围也都有客观局限性。二、警用无人机的优势和应用警方做出反应抵达犯罪现场的时间是提升办案效率的关键。而出警时间受到距离、交通、地理、天气等空间环境因素影响和地面交通工具的局限，警用无人机的使用将能帮助警方有效解决这些问题。在地面警力无法迅速抵达和反应的地区，无人直升机都能高速到达现场，执行对现场警情的侦查、拍摄、识别、跟踪和一定程度的犯罪慑阻、抓捕任务，同时也能高速到达现场遂行救助任务，比如空投急需的药物和补给、绳索和救生圈等。使用无人机，不仅可以大幅降低出警成本，可以及时执行大范围的搜索和侦测任务，避免大规模警力的使用。比如在建筑或林木密集、夜晚和大雾等可见度低的环境中，可以迅速派出挂载红外探测装置的无人机搜索现场和定位，并对目标持续跟踪监视，引导后续赶来的警员。目前，无人机平台已经日趋成熟，而相关任务载荷也越来越丰富，在执行警务支援任务的时候，除了普通的光电探测设备，还有远程喊话器、警笛警灯、探照灯、强光炫目装置、催泪弹发射吊舱、烟幕弹、网枪、麻醉发射器、轻型武器吊舱、震爆弹等威慑、杀伤载荷及无人机机械臂，这些挂载装置大大丰富和强化了无人机适应各种警情环境的能力，对反恐处突和安检排爆有极大保障作用。三、无人机的类型和警务工作目前无人机主要分为：固定翼无人机、无人直升机、多旋翼无人飞行器、倾转旋翼无人机和垂直起降固定翼无人机等，那么，哪一种无人机才最适合警方使用呢?（一）固定翼无人机固定翼无人机具有滞空时间长、飞行距离远的特点，需要跑道和宽敞的降落场地，抗风性能较低、载荷不高，超低空飞行性能和可操纵性不高，不适应城镇和山地、森林等障碍多的超低空飞行。在处置需要抵近目标和详细侦查的警务行动时，固定翼无人机由于没有悬停能力，无法长时间保持对目标的跟踪监视。（二）倾转旋翼和垂直起降固定翼无人机倾转旋翼无人机和垂直起降固定翼无人只是解决了固定翼依赖起降场地的问题，有了垂直起降能力，但依然没有良好的低空飞行性能和悬停性能，此外，也存在载荷太低、体积过大、无法快速反应的问题，并不适应地方公安机关处理突发情况的需要。（三）多旋翼飞行器多旋翼飞行器，因其造价低廉、易于操控而由消费级航拍飞行器的身份迅速占领市场，飞进普通消费者的视野。但是，多旋翼具有与生俱来的缺陷，就是风场不稳，抗风能力和载荷、飞行速度、续航时间都比较低。四、结语无人机警用化的普及，能以极低的采购维护成本换来出警效率和服务能力的提升，使大部分地区的公安机关都能在有限预算约束下建立从二维平面到立体的三维管控。一、无人机发展现状（一）无人机概述无人机(unmanned aerial vehicle或drone)是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。无人机用途广泛，成本低，效费比好，无人员伤亡风险，生存能力强，机动性能好，使用方便，在现代战争中有着极其重要的作用，在民用领域也有广阔的发展前景。结合公安边防部队的实际，无人机在边境地区的发展使用具有广阔空间，能够为边防工作带来极大的便利和工作效率的提高。（二）国内无人机发展现状国内无人机近几年来发展比较快，民企也多 通过第三届 尖兵之翼就可以看出 国内现在发展无人机的趋势越来越好。而除军事用途外，由于无人机成本相对较低、无人员伤亡风险、生存能力强、机动性能好、使用方便等的优势，使得无人机在航空拍照、地质测量、高压输电线路巡视、油田管路检查、高速公路管理、森林防火巡查、毒气勘察、缉毒和应急救援、救护等民用领域应用前景极为广阔。正是因为看到未来无人机的民用市场潜力巨大，除一些科研院所外，民营企业也开始介入无人机市场。目前粗略估计全国约有170多家单位在生产无人机。“就低端产品而言，一套无人机系统的生产成本有可能不超过几十万元，这也是中国有众多厂家看重无人机市场前景的一个原因。我国无人机当前只具备侦查能力，无人机并不被现代战争看好，机器造价昂贵，战场灵敏度低，极易被敌人捕捉，无法防御最新的电磁干扰等种种弊端，即便是美国也无能力大规模生产，另外你提到的对地攻击型无人机只在极少的战争中出现，而且处于测试阶段，他的攻击方式并不算先进，GPS定位导弹一样做的到。（三）国外无人机发展现状【新领域】无人机“加盟”农业保险地理信息技术与保险业的结合由来已久，尤其在国外更是有了长足发展，例如寿险、产险、农业保险等各方面都有地理信息技术的支持，而国内保险与地理信息技术的合作节奏要明显落后许多，不过喜人的是看到了现在有许多尝试正在进行，例如由中华联合财产保险股份有限公司与国家农业信息化工程技术研究中心共建的“农业保险地理信息技术联合实验室”(简称“实验室”)，旨在“引入遥感和地理信息技术，破解农业保险发展技术难题。”本期《3S新闻周刊》编辑团队将走进国家农业信息化工程技术研究中心，跟随遥感技术部主任杨贵军博士细数农业保险与地理信息技术的“前世今生”。农业保险与地理信息技术农业是国民经济的基础，同时又是一项具有生命周期的生产活动，易受到地理和气象条件的制约。由遥感、地理信息技术、全球定位技术组成的3S技术成为了人类对地观测的新手段，极大地扩展了人类的视觉和触觉。其中农业是遥感最重要和最广泛的研究应用领域之一，从早期的土地利用和土地覆盖面积估测研究，到农作物大面积遥感估产研究，目前已可以利用3S技术集成对农作物长势的实施诊断研究、农情监测、草地产量估测以及森林动态监测等多层次和多领域;遥感技术和计算机技术的发展及应用，使农业生产和研究从过去的粗放经验式管理进入到定量化精准决策的阶段。随着2012年《农业保险条例》的颁布，本着健全政策性农业保险制度的目的，需要在农业保险中引入现代科学技术来衡量、规范农业保险中的理赔范围、责任界定等。由于遥感在农业领域的应用很深，因此遥感与农业保险结合就是自然而然的事。杨博士介绍，实验室的成立背景就是为了减少保险核验过程中的误差率。早在2012年山东遭受了台风“达维”的侵袭，利津和陵县均受灾严重，受灾面积较大;当时中华联合财产保险股份有限公司山东省分公司抽调了200多人来调查灾情，但是受灾过后两个月都没有调查完。因此就求助于国家农业信息化工程技术研究中心，希望利用遥感技术来进行受灾面积核查，减少人工成本和时间成本。“在洪涝等重大灾情过后，遥感技术可以很迅速地得到受灾面积及受灾程度，因此我们利用灾情爆发前后的卫片数据等进行分析，历时两周就做出了结果，包含整个区域的受灾面积和损失程度;然后集结山东省分公司、地方农业局两个单位的专员去现场抽样核查，准确率相当高。”杨博士表示“尤其是在绝产区域，我们通过重点抽样调查，准确率可以达到95%。”谈到农业保险与地理信息技术的前世，杨博士介绍，美国农业部和农业联邦保险公司利用Landsat卫星遥感数据对农业保险中投保人索赔进行监测，每年利用600景Landsat卫星数据对涉及的7600万英亩的索赔保单中，遥感调查出50%左右索赔存在骗保可能性。为此美国农业联邦保险公司专门成立了遥感与GIS中心，负责农业保险中业务化的空间数据处理和分析工作，以检查投保人的索赔是否属实。对于国家或政府来说，投入用于遥感和GIS相关研究和处理分析的费用，与花费大量精力和财力用于骗保调查的费用相比简直微乎其微，保守估计，每年至少减少约10亿美元损失。如何生成专题数据现在与农业保险相关性高的主要是遥感技术，通过卫星遥感数据以及航天飞行遥感数据可以得到专题图。杨博士指出农业遥感与测绘遥感的不同之处在于测绘遥感后期需要生成数字制图，而农业遥感就是以影像为主，并结合多年的长势数据定量分析、建立模型，把所得数据解译成农业专家所熟悉的知识。简单说就是通过遥感图像来解读农作物是否缺肥、缺水，有无虫害等，以及预测后期产量大致是多少，品质如何等。在前文提到的2012年山东省自然灾害所导致的粮食减产、绝产，所涉及到的保险事宜，其指标就是通过分析历史遥感数据记录来进行对比所得出的。杨博士告诉《3S新闻周刊》，当时介入到这个项目已经是灾后第三个月了，有的地块已经被农户改种了其他作物，有的由于泡水时间太长无法种植其他作物就闲置了。同时农业保险关心的主要是绝产地块，因此团队就将绝产地块作为重点关注部分。“因为灾前与灾后的作物光谱和图像是有一定差异的，所以我们选取灾情发生的前后两个时间段来与往年历史数据进行对比”杨博士解读如何判别哪个是绝产地块“比如台风于7月20日过境，我们就找这个日期之前的状态;灾后我们找到8月初的数据，两个一对比就能给灾情分级。但是如果有农民在灾后马上就改种其他作物，那8月份也会有植被，也能看到光谱，这就无法判别这些光谱是受灾的还是改种的。因此我们将时间线向后延长，回溯10年中每个地块的完整长势曲线，得到地块长势曲线的多年平均线，以此作为参考标准，将当年的作物长势曲线与之相匹配，如果发现与平均长势曲线发生变异，那一定是有胁迫或灾害发生。”如果是识别减产地块，就看当年的生育曲线是否按照标准曲线走，如果有降低，那可能就是有减产;如果长势曲线发生陡然降低，或者严重偏离，则可能意味着发生大灾绝产。团队将这些分级数据定量到每个田块上就能直观地看到每个田块的损失程度如何，然后就能得出受灾总面积。因为有长时间序列农业遥感数据的积累，可以做出不同尺度的“作物长势曲线库”，这样当灾害发生后，就能及时对比分析出灾害面积和等级，为农业保险提供准确依据。无人机“护航”农业保险农业专家将取得的专题数据进行判读并分级，可以为农业保险提供依据，那农业遥感数据的主要采集途径是又是什么?杨博士给出了答案——无人机。高分辨率卫星遥感方面因为重访周期及价格等因素，不够灵活，受天气影响大。而无人机因其灵活性、便捷性以及价格低廉，使其成为农业保险数据的主要采集方式。在杨博士的研究中，采用了固定翼无人机和旋翼无人机，集成了自主研发的高清数码相机及多光谱、热红外等传感器。以固定翼无人机为例，一次可以飞行20多分钟，覆盖面积约5平方公里，仅需更换电池就可以继续飞行。科学研究不能只顾使用高精尖的仪器，杨博士认为农业遥感跟测绘遥感不同，测绘是国家的需求，需要保证精度，所以国家会从各个方面大力支持测绘遥感。虽然农业现在是高补贴的状态，但依然没有那么多的投入，杨博士笑谈“我们自己研发的无人机及传感器较价格比国外的同类型低很多;另外我们研发的无人机及传感器更适合中国农情需求特点。”有了合适的硬件载体，关键的就是数据处理。根据农业遥感数据的特殊性，杨博士的团队吸收国内外先进经验自行开发了配套农业无人机遥感数据处理软件AgriHAWK，实现了无人机遥感数据智能、快速、简捷处理;既降低了成本也可以与硬件设备无缝衔接，处理能力与飞行能力相配套将极大地节约时间和人力。国内外农业保险差距国内外农业保险水平存在差距，但是也有共性，例如“道德风险”以及空间属性。有调研显示，虽然欧美、印度、日本等国家的农业保险运作模式各具特色，但是与空间信息数据相结合这一部分是与国内共通的。差距主要体现在国内的农业保险处于起步阶段，国外农业保险行业较为成熟：由政府牵头，有大学、研究所、咨询公司等第三方机构在政府和农民中衔接，一方面为政府提供损失报告，政府为其买单，一方面农户可以从第三方机构中寻求建议等。杨博士希望国内也尽快出现这些第三方机构，这样就能有明晰的标准和准确的损失面积，政府和保险公司进行赔偿时就会有参照物。除了政策方面，还有技术方面的差异，国外农业遥感已经成熟，同时利用GIS技术将农业保险信息呈现在地图上，方便管理，加上成熟的运作机制，使得整个系统透明，农民更愿意出钱去购买农业保险以保障自己的利益。3S技术在农业保险中的应用空间(一)改善农业保险承保质量通过遥感采集投保地区的情况，利用所采集到的图像与抽样调查试验数据相比，将准备投保的地块与其他地块相区别，准确测算投保地块的种植面积，避免出现谎报面积等现象;另外农业保险承保机构可以利用 3S 技术分析农业数据，并根据各地区历史保险损失数据，评估农作物风险情况，准确判定保险费率和相关保险条件，提高农业保险承保质量。(二)强化保险期间标的风险管理3S技术可以对各地区的农作物生态环境实时监测，以帮助农户提早采取防范措施。同时还可以在农业气象灾害的预测中充分发挥作用，通过及时检测气象环境变化，对比分析各种自然灾害的实际应用模型和农作物生长模型，判定气候异常对农作物的生长影响并对可能造成的损失初步评估，开展针对性的补救工作，进行浇水、施肥、除虫或排水等抗灾措施。所以，3S 技术有利于保险机构真正实现农业保险标的全过程的风险管理。(三)提高农业保险理赔科学性随着全球自然环境的恶化，农作物的气象灾害、生物灾害和环境灾害呈现出类型多范围广的趋势，采用 3S 技术可以通过受灾地区受灾前后的卫星图像进行对比，确定农业损失范围和损失程度。农业风险承保机构在此基础上依据保险合同理算最终赔偿额度，从而充分体现保险的“损失赔偿”原则，既规避理赔时的道德风险，又及时足额地给予农户合理赔偿。此外，3S 技术也有助于农业保险机构的内部管理，保险机构接到出险通知时便于提前测算查勘面积和查勘费用，理赔处理后进行查勘结果统计分析，提高保险机构理赔科学性。(四)构建农业保险基础数据库3S技术通过收集各地农业资源图像，掌握农业保险标的空间分布特征和逐年动态变化规律，建立并完善保险基础数据库。通过深入研究区域历史灾情序列评定模型进而提出农业保险中的风险评估体系与模型，采用现代统计数学方法和计算机模拟方法建立起区域农业保险风险评估体系，从而有效降低农业保险机构的经营风险。未来发展趋势除了遥感与农业保险结合紧密，GIS方面也将会有融合。杨博士介绍，无人机技术就是用于减少现场人员的调查，减少了人力成本和经济成本。同时现在保险业务还没有涉及到具体田块，也缺乏一个统一的信息管理系统。若要把农业保险订单与地块和遥感信息连接到一起，就需要GIS系统的支持。杨博士的团队已经针对这个目的开发了一个系统，“我们的GIS系统里面集成有历年的灾害监测数据以及长势监测数据，再叠加保险保单信息、地块信息、作物信息、农户信息等，就真正实现了地理信息技术与农业保险的无缝连接，遥感技术也就真正落地开花结果了”。目前，实验室正在大力推动该系统的建设工作。除了应对气象灾害，遥感技术还有其他可以发挥作用的地方，例如参考气象指数保险建立的“遥感指数保险”，包括遥感长势指数保险，遥感病虫害指数保险，遥感干旱指数保险等，这些都是可以通过农业遥感等技术实现，配合农业保险法规，农户就可以根据自身条件来购买合适的险种，以减少损失。3S技术与农业保险结合，将为两大传统领域带来新的火花、新的机遇，这将是利国利民的好事，3S技术与农业保险的结合也将为中国现代农业的发展提供风险保障，最终受益的是农村、农民。无人机地面站发展综述[摘要]主要介绍了无人机地面站的发展，包括无人机地面站典型的配置、功能及其关键技术。并展望了未来无人机地面站发展趋势。1、概述20年来，无人机己发展成集侦察、攻击于一体，而未来的无人机还将具有全自主完成远程打击甚 至空空作战任务的攻击能力。同时，与无人机发展 相匹配的地面控制站(GCS: Ground Contrul Station)将具有包括任务规划，数字地图，卫星数据链，图 像处理能力在内的集控制、瞄准、通信、处理于一 体的综合能力。未来地面站的功能将更为强大:不 仅能控制同一型号的无人机群，还能控制不同型号 无人机的联合机群:地面站系统具有开放性和兼容 性，即不必进行现有系统的重新设计和更换就可以 在地面控制站中通过增加新的功能模块实现功能 扩展;相同的硬件和软件模块可用于不同的地面 站。地面站作为整个无人机系统的作战指挥中心，其控制内容包括:飞行器的飞行过程，飞行航迹，有效载荷的任务功能，通讯链路的正常工作，以及 飞行器的发射和回收。GCS除了完成基本的飞行与 任务控制功能外，同时也要求能够灵活地克服各种 未知的自然与人为因素的不利影响，适应各种复杂 的环境，保证全系统整体功能的成功实现。未来的 地面站系统还应实现与远距离的更高一级的指挥 中心联网通讯，及时有效地传输数据，接收指令，在网络化的现代作战环境中发挥独特作用。2典型地面站的配置和功能概述2.1地面站的典型配置目前，一个典型的地面站由一个或多个操作控 制分站组成，主要实现对飞行器的控制、任务控制、载荷操作、载荷数据分析和系统维护等。其相互间 的关系如图1所示。(1)系统控制站。在线监视系统的具体参数，包括飞行期间飞行器的健康状况、显示飞行数据和 告警信息。(2)飞行器操作控制站。它提供良好的人机 界面来控制无人机飞行，其组成包括命令控制台、飞行参数显示、无人机轨道显示和一个可选的载荷 视频显示。(3)任务载荷控制站。用于控制无人机所携 带的传感器，它由一个或几个视频监视仪和视频记 录仪组成。(4)数据分发系统。用于分析和解释从无人 机获得的图像。(5)数据链路地面终端。包括发送上行链路 信号的天线和发射机，捕获下行链路信号的天线和 接收机。数据链应用于不同的UAV系统，实现以下主 要功能:
—用于给飞行器发送命令和有效载荷;—接收来自飞行器的状态信息及有效载荷 数据。(6)中央处理单元:包括一台或多台计算机，主要功能如下:
—获得并处理从UAV来的实时数据:
—显示处理;—确认任务规划并上传给UAV;一一电子地图处理;—数据分发:
—飞行前分析;—系统诊断。2.2地面站的典型功能GCS也称为“任务规划与控制站”。任务规划 主要是指在飞行过程中无人机的飞行航迹受到任 务规划的影响;控制是指在飞行过程中对整个无人 机系统的各个系统进行控制，按照操作者的要求执 行相应的动作。地面站系统应具有以下几个典型的 功能:(1)飞行器的姿态控制。在各机载传感器获 得相应的飞行器飞行状态信息后，通过数据链路将 这些数据以预定义的格式传输到地面站。在地面站 由GCS计算机处理这些信息，根据控制律解算出 控制要求，形成控制指令和控制参数，再通过数据 链路将控制指令和控制参数传输到无人机上的飞 控计算机，通过后者实现对飞行器的操控。(2)有效载荷数据的显示和有效载荷的控制。有效载荷是无人机任务的执行单元。地面控制站根 据任务要求实现对有效载荷的控制，并通过对有效 载荷状态的显示来实现对任务执行情况的监管。(3)任务规划、飞行器位置监控、及航线的 地图显示。任务规划主要包括处理战术信息、研究 任务区域地图、标定飞行路线及向操作员提供规划 数据等。飞行器位置监控及航线的地图显示部分主 要便于操作人员实时地监控飞行器和航迹的状态。(4)导航和目标定位。无人机在执行任务过 程中通过无线数据链路与地面控制站之间保持着 联系。在遇到特殊情况时，需要地面控制站对其实 现导航控制，使飞机按照安全的路线飞行。随着空 间技术的发展，传统的惯性导航结合先进的GPS导 航技术成为了无人机系统导航的主流导航技术。目 标定位是指飞行器发送给地面的方位角，高度及距 离数据需要附加时间标注，以便这些量可与正确的 飞行器瞬时位置数据相结合来实现目标位置的最 精确计算。为了精确确定目标的位置，必须通过导 航技术掌握飞行器的位置，同时还要确定飞行器至 目标的短矢量的角度和距离，因此目标定位技术和 飞行器导航技术之间有着非常紧密的联系。(5)与其他子系统的通信链路。该通信链路 用于指挥、控制和分发无人机收集的信息。随着计 算机和网络技术的发展，现行的通信链路主要借助 局域网来进行数据的共享，这样与其他组织的通讯 不单纯的是在任务结束以后，更重要的是在任务执 行期间，通过相关专业的人员对共享数据进行多层 次的分析，及时地提出反馈意见，再由现场指挥人 员根据这些意见，对预先规划的任务立即做出修 改，从而能充分利用很多资源，从战场全局对完成 任务提供有力的支持和合理的建议，使得地面站当 前的工作更加有效。2.3国外典型地面站的配i与功能美国“捕食者”无人机地面站的部分配置如图 2所示。图2中示出的是无人机操作员和任务载荷操作 员进行操控的方舱内的一部分。2.3.1“捕食者”无人机地面站组成及装备(1)捕食者，无人机主要由飞行控制站、任务 载荷控制站和合成孔径雷达控制站组成，分别由无 人机操作员(AVO)、任务载荷操作员(P0)和 合成孔径雷达操作员((SARO)三人进行操控。AVO:负责对无人机进行操控，包括起飞、着 陆、飞行中姿态控制等。SARO:负责控制和监视无人机的雷达，并对 其图像作有限处理。操作员的操控包括对TV相机、红外相机、内置雷达等，雷达可同TV相机或红外 相机同时操作。(2)“捕食者”无人机的配置。地面控制站 安装在长lOm的独立拖车内，内有遥控操作的飞行 员、监视侦察操作手的座席和控制台，三个波音公 司的任务计划开发控制台、两个合成孔径雷达控制 台，以及卫星通信、视距通信数据终端。地面站可将图像信息通过地面线路或“特洛伊 精神”数据分派系统发送给操作人员。“特洛伊精 神”采用一个5.5m Ku波段地面数据终端碟形天线 和一个2.4m数据分派碟形天线。“捕食者，无人机可以在粗略准备的地面上起飞 升空，起飞过程由遥控飞行员进行视距内控制。典 型的起降距离为667m左右。任务控制信息以及侦 察图像信息由Ku波段卫星数据链传送。图像信号 传到地面站后，可以转送给全球各地指挥部门，也 可直接通过一个商业标准的全球广播系统发送给 指挥用户，指挥人员从而可以实时控制“捕食者” 进行摄影和视频图像侦察。2.3.2“捕食者”无人机地面站功能“捕食者”无人机的地面站功能包括飞行监 控、导航、任务载荷、任务规划、一个C波段可视 数据链或者一个超视距用的Ku波段的卫星数据链 等。其中任务规划功能如下:(1)点击用户接口;(2)实时地图漫游;(3)应急航路规划;(4)支持多无人机规划:(5)显示经纬度或UTM中的坐标:(6)基于航路点的无人机性能自动校验;(7)对地形间隔快速检验;(8)视线和卫星可见性检测:(9)一个C波段可视数据链或者一个超视距 用的Ku波段的卫星数据链。3关键技术及典型解决方案3.1友好的人机界面为更好地控制无人机，地面控制站采用了各种 形式的GCS，以便对无人机的飞行状态和任务设备 进行监控。GCS为操作员提供一个“友好”的人机界 面，帮助操作员完成监视无人机、任务载荷及通信 设备的工作，方便操作员规划任务航路、控制无人 机、任务载荷及通信设备。人机界面的设计原则:(1)一致性。提示、菜单和帮助应使用相同 的术语，其颜色、布局、大小写、字体等应当自始至终保持一致。(2)允许熟练用户使用快捷键。(3)提供有价值的反馈。(4)设计说明对话框以生成结束信息。操作 序列划分成组，每组操作结束后都应有反馈信息。(5))允许轻松的反向操作以减轻用户的焦虑，鼓励用户大胆尝试不熟悉的选项和操作。(6)支持内部控制点。某些有经验的用户可 以控制系统，并根据操作获得适当与正确的反馈。(7)减少短时记忆。由于人凭借短时记忆进 行信息处理存在局限性，所以要求显示简单。3.2操作员的培训当代无人机操控回路的主导者仍然是人，为此 人一机完善交互是UAV有效执行任务的重要环节，操控者必须能在紧急时刻快速、正确地发出操控指 令，稍误，则丧失战机或引发事故，因此，操控人 员的素质与技能水平培训也是一个关键问题。UAV 操控人员的培训无法像有人军机那样通过飞行训 练和实弹演习完成，而需要依靠一系列仿真技术来 实现，其中重点要研究解决的仿真技术项目有:(1)虚拟座舱及操控设备。重点要解决的是 虚拟现实环境的构成、系统建模仿真技术和数字传 输的快捷、准确、可靠和畅通。操控人员使用类似 有人驾驶飞机的同种仪表设备(包括按钮、手柄、开关等)和软件，以体验同样的感观效果;(2)人为仿真故障和误差的设置、建模与注 入技术;(3)创立实时逼真飞行动画技术、全息显示 技术;(4)人一机权限与功能分配，任务规划和任 务管理方法研究与训练。(5)实时评价技术包括对飞行性能、导航定 位、飞行品质、作战效果以及电磁信号等确定明确 的评估标准。操控人员要熟练掌握，做到判断正确，操控实时、准确。3.3一站多机的控制地面站目前正向一站多机的方向发展，即指一 个地面站系统控制多架、甚至是多种无人机。未来 无人机地面站将朝着高性能、低成本、通用性方向发展，所以一站多机是发展趋势，这也对地面站的 显示和控制提出了更严格的要求。3.4开放性、互用性与公共性(1)“开放性”指的是不必对现有系统进行 重新设计和研制就可以在地面控制站中增加新的 功能模块。这种开放性的定义和要求使得模块化的 设计和实现方法成为地面控制站设计和实现的最 佳途径。各模块间的功能具有一定的独立性而组合 在一起，又能实现整个系统的功能。这种设计思路 不仅可通过增加新的模块来扩展功能，也可以根据 任务的不同对模块进行实时的添加或者屏蔽。可以美国海军的通用无人机地面控制站的 TCS战术控制系统为例(如图3所示)来说明。its 战术控制系统提供了一个开放式体系结构软件，能 够控制多种不同类型的海上I岸上计算机硬件，实现 任务规划、指挥与控制以及情报数据接收和分发等 功能。(2)“互用性”指的是地面控制站能控制任 何一种不同的飞行器和任务载荷，并且能够接入连 接外部世界的任何一种通信网络。互用性现在己经 成为各国发展无人机系统的一个重要思考点。随着 网络中心战思想的提出，无人机群的任务必须配合 并融入整体作战任务之中，“互用性”的思想正是对 这一发展趋势的指导。(3)“公共性”指的是某个地面控制站与其 它的地面站使用相同的硬件及部分或者完全相同 的软件模块。提出公共性的目的在一定程度上也是 为了实现地面站的资源通用，便于维护修复。地面 站作为整个无人机系统中最隐蔽的子系统，是很少受到破坏的，但是，一旦受到破坏，整个无人机系 统可能陷于瘫痪，所以公用性的提出可以提高整个 无人机系统的维修性和保障性，从而更加合理地利 用已有的地面站资源。上述三个概念并非相互独立。在多数情况下，它们是从不同角度，以不同的方式对同一对象进行 描述。开放性的结构通过容纳新的软件和硬件使得 “互用性’和“公共性，得以提高。作为无人机系统的 神经中枢，地面控制站要全力地建立开放性、互用 性和公共性。3.5地面站对总线的需求随着无人机技术的不断发展，无人机航空电子 系统与地面站系统之间的通信量越来越大，这就要 求地面站系统的无线通信、任务处理、图像处理能 力不断增强，因而采用高带宽、低延迟的总线网络 实现各部分之间的互连成为必然趋势。从目前的发 展来看，只有Gbps级的互连总线网络才能满足未 来地面控制站发展对总线的需求。鉴于光纤通道(Fc)具有高带宽、低延迟、低误码率、灵活的拓 扑结构和服务类型、支持多种上层协议和底层传输 介质以及具有流控制功能，因此可采用光纤通道(FC)来实现其需求。FC己经成功应用于F-35 JSF高度综合化和开放式的航空电子系统结构中，相信FC一定能很好地满足地面站的要求。3.6可靠的数据链发展安全、可跨地平线、抗干扰的宽带数据链 是无人机的关键技术之一。近年来，射频和激光数 据链技术的发展为其奠定了基础。除了带宽要增加外，数据链也要求可用和可 靠。数据链的可用是指一特定星群的覆盖区域和范 围。可靠是指信号的健壮性。对于不可避免的电子 干扰，数据链需要采用复杂的信号处理和抗干扰技 术(如扩频、调频技术等)，并能够确保在数据链 失效的情况下，飞机能安全返回基地。4无人机地面站发展的趋势无人机地面站技术具有以下发展趋势:(1)发展通用地面站。美军无人机发展思路 是:由陆海空根据各自的需要分别重点开发战术无 人机、垂直起降战术无人机和中稿空长航时无人 机;最大限度地使用通用的机载设备，避免重复研 制:实现地面控制系统的标准化。当前，美国国防 部正考虑如何将各层次的无人机综合到系统中。为 确保各情报侦察系统间能毫无障碍地传输图像和 数据，美国国防航空侦察和国家图像测绘局共同拟 定了一项‘通用图像地面接口系统”，并确定一套通 用的图像存储与传输的协议，以解决各层次无人机 之间的地面站和数据的接口标准问题。(2)重视一站多机的地面站的设计，包括硬 件结构及友好的人机界面。这种地面站的设计可同 时操控多架无人机、使用较少的操作员操纵更多的 无人机，这样既提高了操作效率，也减少了人力成 本。(3)逐步发展无人作战飞机地面站的设计。是利用现有的飞机还是研究一个全新的飞机现尚 无定论，但是先研究地面站的人机界面设计是必要 的。(4)发展可靠的、干扰小的、宽带宽的数据 链路，提高数据传输效率。其涉及的关键技术有: 数据链路的抗截获、抗干扰的编码、加密、变频、跳频、扩频与解扩技术和图像压缩与传输解压以及 高速信号处理技术等。(5)发展人工智能决策技术。该技术涉及无 人机的自主程度问题，尤其是针对无人战斗机。这 需要一些智能的、基于规则的任务管理软件来驱动 安置在无人机上的综合传感器，保证通信联接，完 成无人机与操纵人员的交互，使无人机不仅能确保 按命令或预编程来完成预定任务、对己知的目标作 出反应，还能对随机突现的目标作出相应反应。(6)发展无人机操控的安全、告警与防错技 术。(7)发展无人机通信中继。地面站与无人机 之间的中继用以提高作战半径和地面控制站的安 全性。关键技术包括超衫旅巨中继转发与传输、多通 道大容量实时信息中继复合传输、军民共享卫星链 路和中继载体与无人机协调问题等技术。参考文献[1]孙伟.无人机发展的新特点和面临的问题[J].国际航空,2006:4-7.[2]G.Natarajan.Ground Control Stations for Unmanned Air Vehicles[J].Aeronautical Development Establishment,Bangalore-560 075.2001:5-6.[3]张治生.无人机地面站系统设计与开发[D].西北工业大学硕士学位论文,2007.[4]张玉刚.无人作战飞机地面控制系统人机界面设计与仿真系统开发[D].西北工业大学硕士学位论文,2006.[5]徐正荣.无人战斗机述论[J].飞机设计,2002,(4):29-30.[6]张实平.美军无人机地面控制系统最新发展[EB/OL].http://lib.nuaa.edu.cn/xxy/forteen/information/5.htm.2005.[7]JK.Tomjian.CDE Dave Falk deputy Program Manger[J/EB].US UAV Program Overviews,David.Falk@navy.mil.[8]吕震宇.无人战斗机发展综述[EB/OL].http://www.jungong.net/_info/content/content_9382.htm.2005.[9]黄晓娟,景小飞.21世纪军用无人机的发展趋势[J].航空科学技术,2002:1-4.[10]冯琦,周德云.军用无人机发展趋势[J].电光与控制,2003,(2):5-9.