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無人機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用
以下是小編精心整理的無人機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。
�。�1）國內(nèi)外現(xiàn)狀
21世紀(jì)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(jī)，有55個國家裝備了無人機(jī)。無人機(jī)成為本世紀(jì)武器裝備發(fā)展中的最大亮點(diǎn)。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(dá)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(jī)和多用途無人機(jī)的研制和生產(chǎn)及應(yīng)用。美國在發(fā)展無人機(jī)計(jì)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(yù)算的削減，俄羅斯的導(dǎo)彈公司和生產(chǎn)廠家不得不將一些軍用無人機(jī)轉(zhuǎn)為民用。如他們用四年時間研制的NART無人機(jī)將用于氣象和生態(tài)觀測；Ka37無人駕駛直升機(jī)將用于農(nóng)業(yè)和空中拍攝。同時，俄羅斯還研制了用于農(nóng)作物統(tǒng)計(jì)、輸氣輸油管道監(jiān)控、化學(xué)和核物質(zhì)監(jiān)護(hù)等方面的旋翼無人機(jī)。
國內(nèi)的情況是，高空、高速、中遠(yuǎn)程、長航時、大載荷等類型的無人機(jī)主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，主要由航空集團(tuán)、航天集團(tuán)以及院校研制與生產(chǎn)，國內(nèi)主要有北航、南航、西工大、航空集團(tuán)、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(jī)研制生產(chǎn)基地，主要是應(yīng)付軍隊(duì)的需求，任務(wù)十分飽滿，無瑕顧及民用領(lǐng)域，目前民用無人機(jī)的研制生產(chǎn)還沒有明確的骨干單位。
目前裝備部隊(duì)的有（涉密，僅內(nèi)部可見）等無人駕駛飛機(jī)。由于成本較高，操作復(fù)雜，培訓(xùn)維護(hù)難，因而主要為軍事需求服務(wù)，缺乏針對民用需求訂制，民用領(lǐng)域尚未真正推廣應(yīng)用。已有企業(yè)忙于軍品，民用領(lǐng)域基本空白，但民間應(yīng)用正在逐步滲透。從民用來看，航空遙感、災(zāi)情監(jiān)報、礦藏勘探、數(shù)字中國建設(shè)等都需要大批量地使用無人機(jī)。根據(jù)專家預(yù)計(jì)，今后10年內(nèi)民用無人機(jī)市場的銷售額可達(dá)10億美元。無論是軍用還是民用，無人機(jī)都將朝著模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化和系列化的趨勢發(fā)展，其應(yīng)用范圍廣泛，前景喜人。
（2）無人機(jī)在民用領(lǐng)域發(fā)展應(yīng)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(chǎn)品對安全性的嚴(yán)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(jī)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(jī)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(lǐng)。
民用領(lǐng)域?qū)o人機(jī)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(yīng)用在4000~5000米。由于無人機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、安全性、易操作性，在很多民用領(lǐng)域?qū)o人機(jī)都有著旺盛的需求，小型無人機(jī)可廣泛應(yīng)用于防災(zāi)減災(zāi)、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(nóng)作物估產(chǎn)、管道巡檢等領(lǐng)域。由于小型無人機(jī)的航空特性和大面積巡查的特點(diǎn)，在洪水、旱情、地震、森林大火等自然災(zāi)害實(shí)時監(jiān)測和評估方面特別具備優(yōu)勢。
同時民用無人機(jī)在航測領(lǐng)域的應(yīng)用還可以作為衛(wèi)星遙感手段的補(bǔ)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(jī)航空拍攝方面，由于其機(jī)動性強(qiáng)、分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，可作為衛(wèi)星遙感手段的補(bǔ)充，形成高中低平臺結(jié)合、粗中細(xì)分辨率互補(bǔ)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(jī)航測方面都具備了基本應(yīng)用能力，甚至已經(jīng)被專業(yè)的地圖測繪公司并購。
然而至今為止，由于技術(shù)不成熟的原因?qū)е聼o人機(jī)在民用領(lǐng)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(nóng)業(yè)部曾嘗試采用小型無人機(jī)作農(nóng)業(yè)評估，因飛機(jī)系統(tǒng)對操作員要求太高（通常需要十幾年飛行經(jīng)驗(yàn)），購置的無人機(jī)系統(tǒng)陸續(xù)摔壞而流產(chǎn)。
無人機(jī)擴(kuò)大民用領(lǐng)域應(yīng)用所面臨的關(guān)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(jī)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(xué)習(xí)培訓(xùn)，無人機(jī)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(jìn)行演示，并不是非常困難，但要真正做到性能優(yōu)良，滿足實(shí)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(shè)備、微制造技術(shù)有關(guān)，而且與優(yōu)化設(shè)計(jì)和綜合集成能力等多方面因素有關(guān)，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(shù)領(lǐng)域，包括：
1、飛行器總體設(shè)計(jì)；
2、空氣動力學(xué)；
3、材料與結(jié)構(gòu)；
4、動力推進(jìn)；
5、導(dǎo)航與控制；
6、機(jī)載設(shè)備；
7、信息處理與傳輸；
8、發(fā)射與回收；
9、隱身技術(shù)；
10、微加工制造；
11、系統(tǒng)集成與運(yùn)行管理；
12、地面測試與飛行實(shí)驗(yàn)等。
目前在民用無人機(jī)行業(yè)探索的民營公司大多技術(shù)不成熟，一般為了滿足飛機(jī)的復(fù)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(tuán)隊(duì)，專注的是本身企業(yè)對無人機(jī)的使用，而非用戶對無人機(jī)的使用。并且由于沒有條件看到航空集團(tuán)的很多現(xiàn)成技術(shù)儲備和先進(jìn)技術(shù)，導(dǎo)致閉門造車比比皆是。對比的是，航空集團(tuán)由于體制的原因，對民用的需求只能走調(diào)研、立項(xiàng)、審批的程序，對市場反應(yīng)緩慢，未能在民用領(lǐng)域有較深入的介入。
綜上所述，根據(jù)無人機(jī)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(jī)市場從無到有，經(jīng)歷了三個階段。
第一階段的需求為軍用所壟斷，由于技術(shù)屬于高尖端，其技術(shù)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(shù)特點(diǎn)為慣性組件、控制系統(tǒng)等基礎(chǔ)技術(shù)尚不成熟，成本很高，只有在軍用領(lǐng)域才能接觸和應(yīng)用；從事無人機(jī)研制與生產(chǎn)的廠家只有以航空
一、二集團(tuán)為總體單位，電子科技集團(tuán)為配套單位的國有軍工企業(yè)。
第二階段從上世紀(jì)90年代起到本世紀(jì)初，由于電子集成電路、飛行器設(shè)計(jì)、發(fā)動機(jī)等基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，部分民營企業(yè)對無人機(jī)行業(yè)進(jìn)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(jī)，使市場需求由依然是高端的軍用領(lǐng)域向民用領(lǐng)域擴(kuò)展。但這
階段由于技術(shù)的仍然不成熟，導(dǎo)致探索和創(chuàng)新的企業(yè)多，靠無人機(jī)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(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及演示驗(yàn)證而贏利，其間出現(xiàn)了國家單位對低端無人機(jī)的探索性應(yīng)用，包括了農(nóng)業(yè)部用于農(nóng)作物估產(chǎn)的無人機(jī)系統(tǒng)，后來都因?yàn)榧夹g(shù)的不成熟而流產(chǎn)。
第三階段從本世紀(jì)初至今，需求上軍用領(lǐng)域依然飽滿，軍工企業(yè)訂單雪片一般，民用領(lǐng)域也遍地開花，由于技術(shù)的原因，民用需求最先在航拍、測繪、氣象領(lǐng)域被拉動。這一階段的技術(shù)特點(diǎn)是，由于基礎(chǔ)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，軍工企業(yè)的技術(shù)以高端為主，逐漸向低端擴(kuò)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(yàn)和摔機(jī)來推動進(jìn)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(jī)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(jī)行業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，無人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域由單一的軍事領(lǐng)域擴(kuò)展到民用領(lǐng)域的方方面面，無人機(jī)廠商也由國有企業(yè)逐漸向民營企業(yè)轉(zhuǎn)化。不斷成熟的飛控、發(fā)動機(jī)技術(shù)使總體技術(shù)逐漸成熟，進(jìn)而推進(jìn)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(yù)測即將到來的第四階段，即我們充分準(zhǔn)備投身其中的無人機(jī)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。基礎(chǔ)技術(shù)的全面成熟使無人機(jī)系統(tǒng)向模塊
化、智能化、系列化、實(shí)用化發(fā)展，民用需求完全被拉開。部分經(jīng)過股份制改造的軍工企業(yè)開始涉足民用領(lǐng)域，成本大幅度降低，并用軍工企業(yè)多年的技術(shù)積累優(yōu)勢而占據(jù)部分市場，民營企業(yè)將經(jīng)過技術(shù)競爭、市場競爭、資質(zhì)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(jī)遙感系統(tǒng)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用探究論文
1無人機(jī)遙感系統(tǒng)
1.1無人機(jī)遙感技術(shù)的概述
無人機(jī)就是不需要人力控制、依托于計(jì)算機(jī)技術(shù)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(jī)分成無人直升機(jī)和固定翼無人機(jī)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(yuǎn)、不接觸，感則是感應(yīng)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(jìn)的信息收集技術(shù)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(jī)遙感就是二者的有機(jī)結(jié)合，在無人機(jī)上安裝一些信息的收集器械，利用無人機(jī)不需要人力駕駛的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行一些較為復(fù)雜的信息收集工作。
1.2無人機(jī)遙感系統(tǒng)的作業(yè)流程
無人機(jī)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(zhǔn)備工作，比如說研究合理的飛行路線、選擇無人機(jī)安放的地點(diǎn)、核查無人機(jī)的工作狀態(tài)等等，這一個步驟中必須要嚴(yán)格謹(jǐn)慎，絕不能出現(xiàn)疏漏，否則后期的工作就無法順利進(jìn)行。第二個階段就是正式進(jìn)行信息收集，把無人機(jī)運(yùn)送到監(jiān)測地點(diǎn)、測試控制系統(tǒng)是否能夠接收信息、無人機(jī)的起飛降落等等，都屬于這個階段中。現(xiàn)在我們國家采用的無人機(jī)一般都是在起飛階段和降落階段需要人工控制，在進(jìn)入了預(yù)定軌道后就可以由無人機(jī)中設(shè)定好的計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行自主控制。
1.3無人機(jī)遙感系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
無人機(jī)遙感系統(tǒng)具有極高的科技含量，相應(yīng)的它具有的優(yōu)點(diǎn)也非常多。它能夠利用很少的資金投入完成復(fù)雜的收集工作，收集到的信息準(zhǔn)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(jìn)入并且完成任務(wù)，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(jī)的成本比衛(wèi)星之類的系統(tǒng)要低上許多，并且這種技術(shù)能夠確保工作人員的人身安全。
2無人機(jī)遙感系統(tǒng)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用
2.1在建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理中的應(yīng)用
一個項(xiàng)目想要獲得審批，就必須要有環(huán)境保護(hù)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(xiàng)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(jìn)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(qiáng)找到了有相關(guān)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(yīng)用。為了解決這種問題，一般項(xiàng)目的立項(xiàng)機(jī)構(gòu)會臨時進(jìn)行繪制工作，但是這種方法也存在著許多缺點(diǎn)，比如說需要的時間非常長，這對于項(xiàng)目的審批非常不利。另外就是一些機(jī)構(gòu)出于無奈會選擇一些非實(shí)時的、分辨率非常低的圖像進(jìn)行申請，這樣很難取得良好的工作效果。在無人機(jī)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(nèi)為申請立項(xiàng)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(wù)。無人機(jī)遙感系統(tǒng)在出色的完成任務(wù)的同時，也能夠保障工作人員的人身安全。在項(xiàng)目的環(huán)境影響評價中運(yùn)用無人機(jī)遙感系統(tǒng)以后，可以與之前的地形成像進(jìn)行比對，這樣就能夠分析得出本項(xiàng)目對于環(huán)境的影響情況。
2.2在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用
過去的環(huán)境監(jiān)測工作，一般都是利用點(diǎn)式采樣法來確定整片區(qū)域內(nèi)的整體環(huán)境情況，這種方法由于其選擇的點(diǎn)不具有代表性，隨機(jī)性比較強(qiáng)，所以有一定的局限。無人機(jī)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(nèi)、長時間的進(jìn)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(jī)遙感系統(tǒng)中，依托于無人機(jī)上安裝的成像儀，能夠?qū)h(huán)境中的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)非常準(zhǔn)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(jī)上還可以根據(jù)具體的需要，安裝大氣情況監(jiān)控設(shè)備，從而對待測區(qū)域內(nèi)的大氣污染情況進(jìn)行檢測。
2.3在環(huán)境應(yīng)急中的應(yīng)用
在處理環(huán)境應(yīng)急問題的時候，無人機(jī)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(dá)待測區(qū)域，另外由于其無需人員駕駛的特征，還能夠抵達(dá)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(jìn)行實(shí)時高效的測定。通過在無人機(jī)上安裝的影響設(shè)備，它能夠?qū)⒋郎y地區(qū)的影響數(shù)據(jù)及時的傳達(dá)出來，以便我們對現(xiàn)場的救援進(jìn)度等進(jìn)行管理和統(tǒng)籌。無人機(jī)遙感系統(tǒng)在環(huán)境應(yīng)急中的應(yīng)用，為環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)的及時應(yīng)變以及事后處理帶來了極大的便利，使得環(huán)境應(yīng)急處理水平得到提升。
結(jié)語
總而言之，作為時代進(jìn)步和科技發(fā)展的產(chǎn)物，無人機(jī)遙感系統(tǒng)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中得到了廣泛的認(rèn)可，并且已經(jīng)取得了非常喜人的成就，它能夠?yàn)榄h(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(hù)機(jī)構(gòu)需要不斷的更新工作手段，提升科技含量，把無人機(jī)遙感系統(tǒng)更好的應(yīng)用在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，使其發(fā)揮出自身的優(yōu)勢，為我們的環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)。
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