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2025-02-28 12:12:15
一(yī)、无(wú)人(rén)机(jī)的(de)发(fā)展(zhǎn)历(lì)程(chéng)
无(wú)人(rén)机(jī)，英(yīng)文简(jiǎn)写(xiě)为(wèi) UAV，全称(chēng) Unmanned AerialVehicle，即(jí)无(wú)人(rén)驾(jià)驶飞行器。其发展历程大致可分为三个阶段。
1910 年到 1950 年是无人机发展的早期阶段。无人机的概念在第一次世界大战期间开始萌芽，最初被称为飞行器自动化，形态与现在的无人机差别较大，主要用于训练。在第二次世界大战期间，无人机技术快速发展，主要交战国纷纷投入研发，此时的无人机主要用于军事训练和作为炮击靶标。
1950 年到 2000 年是无人机的快速发展阶段。冷战期间，无人机开始用于军事侦查任务，冷战结束后，随着计算机技术和传感器技术的发展，无人机的设计和功能不断改进，军事无人机日益强大，且在许多任务中代替了有人驾驶飞机。上个世纪 80 年代后期，无人机进入民用领域，出现了众多小型无人机和遥控飞行器。
2000 年到目前，是无人机的全面普及及应用阶段。新材料、传感器、通讯、大容量电池、软件等技术的飞速发展，催生了大量不同功能特点样式的无人机，其应用范围大幅扩展，涵盖农业植物保护、灾害监测等诸多领域。随着无人机的不断普及，各国开始制定无人机管理法律法规，我国也颁布了无人机飞行管理条例，对无人机的飞行许可、飞行安全要求、操作人员资格管理和飞行活动的监控进行了明确的规定。
二、无人机的分类及系统构成
无人机有多种分类方法，最常见的按用途分为军用无人机和民用无人机。按飞行方式分，可分为固定翼无人机、旋翼无人机、倾转旋翼无人机和扑翼无人机。固定翼无人机依靠机翼产生的升力飞行，需要一定的起飞和着陆距离；旋翼无人机利用旋转的螺旋桨产生升力，可垂直起飞和降落，又分为无人直升机和多旋翼无人机；倾转旋翼无人机结合了固定翼和旋翼设计特点，能在飞行中改变旋翼位置实现不同飞行模式；扑翼无人机则是模拟鸟类和昆虫飞行机制，用扑动的翅膀产生升力和推进力。按驱动方式分，可分为电动无人机和燃油无人机。按无人驾驶航空器飞行管理暂行条例的标准，还可分为微型、轻型、小型、中型、大型，空机质量和最大起飞重量是主要的区分指标。
无人机的起飞方式(shì)有(yǒu)水(shuǐ)平(píng)起(qǐ)飞(fēi)、弹射起飞、手抛起飞等。水平起飞是固定翼飞机一般采取的方式，弹射起飞是通过弹射设备使固定翼飞机从静止快速加速至起飞速度，手抛起飞则用于较小和轻型的固定翼无人机和扑翼无人机。降落方式包括垂直降落、水平降落、降落伞降落、网阻拦降落以及拦阻绳降落等。
无人机系统一般包括五大部分：无人机平台、飞控系统、通讯模块、地面控制站和载荷。无人机平台是实际的飞行机体，通常由机身(shēn)、机(jī)翼(yì)、动(dòng)力(lì)系(xì)统(tǒng)以(yǐ)及(jí)传(chuán)感(gǎn)器(qì)组(zǔ)成(chéng)。飞(fēi)控(kòng)系(xì)统(tǒng)负(fù)责(zé)无(wú)人(rén)机(jī)的(de)飞(fēi)行(xíng)稳(wěn)定(dìng)性(xìng)和(hé)导(dǎo)航(háng)，由(yóu)硬(yìng)件(jiàn)和(hé)软(ruǎn)件(jiàn)组(zǔ)成(chéng)，包(bāo)括(kuò)传(chuán)感(gǎn)器(qì)和(hé)控(kòng)制(zhì)算(suàn)法(fǎ)。通(tōng)讯(xùn)模块负责无人机之间以及无人机与地面控制站之间的数据传输，可采用多种通讯方式。地面控制站是操作者与无人机之间的接口，负责飞行监控、任务规划和数据(jù)接(jiē)收(shōu)，可(kě)有(yǒu)多(duō)种(zhǒng)形(xíng)态(tài)。载(zài)荷(hé)是(shì)收(shōu)集环(huán)境(jìng)数(shù)据(jù)和(hé)执(zhí)行(xíng)特(tè)定(dìng)任(rèn)务(wu)的(de)设(shè)备(bèi)，根(gēn)据(jù)应(yīng)用(yòng)不(bù)同(tóng)，可(kě)有(yǒu)不(bù)同(tóng)的(de)传(chuán)感(gǎn)器(qì)组(zǔ)合(hé)。
目(mù)前(qián)，还(hái)出(chū)现(xiàn)了(le)无(wú)人机自组网技术和无人机专用机场技术两种操控无人机的新技术、新方式。无人机自组网技术把 Mac 网络技术和无人机相结合，允许无人机在飞行过程中自动连接和断开，形成动态网络，提高了无人机的通讯控制范围、抗干扰和完成任务的能力。无人机专用机场技术为无人机提供了集中管理的环境，可进行起降、充电、维修和存储，有利于提高无人机的运营效率、降低维护成本。
三、无人机在民用领域的应用
无人机已渗透到几乎所有领域，以下仅说明一些比较常见和典型的应用场景和案例。
在测绘领域，无人机最早被引入，可快速生产大范围二三维地图和模型，降低外业成本，缩短作业周期，其数据自动化处理还能为自然资源调查提供精准数据支持，若挂载多光谱相机，可对植被、水域进行自动化高效分类。
在交通领域，无人机在工程建设的全生命周期中都有应用，在桥梁巡检中能胜任传统人工难以巡视的应用场景，在交通基础设施、自然灾害以及重大交通事故的应急响应中，可快速获取一手信息并实时反馈。
文化旅游也是无人机的常见应用领域，其搭载激光扫描仪、光学照相机，可近距离拍摄文化遗产，建立实景三维模型，促进文化遗产的数字化保护，如山西省恒山悬空寺就利用无人机摄影测量建成了数字化模型。
在电力行业，无人机的应用越来越普及，可使用常规可见光或变焦相机在安全区域内拍摄电力设施，热红外相机则能实现全天时巡检并发现隐患源，例如大疆公司的 M300 无人机在川西地区进行电力塔巡检，避免了人工攀爬的危险。
在林业领域，无人机可用于林区巡逻和林业调查，解决传统人工巡逻调查以及定点视频监控存在的问题，被广泛应用于违法用地督查、林木滥砍滥伐监测、植被长势评估等任务中，还能应用于森林防火，进行日常巡逻、喊话警告、实时监测火势以及灭火。
在环境保护方(fāng)面(miàn)，挂(guà)载可见光相机的无人机可用于巡查河道等水域及堤岸两侧，监测“四乱”等问题，挂载热成像相机和多光谱相机的无人机可用于核查污水偷排、漏排等违法活动以及监测饮用水源水质与大气环境(jìng)质(zhì)量(liàng)，其(qí)搭(dā)载(zài)气(qì)体(tǐ)传(chuán)感(gǎn)器(qì)还(hái)可实时获得更立体全面的数据，定位数据异常区域，快速找到污染源。
章汉武 江西师范大学副教授
400-86503662
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