無人機基本知識無人機基本知識無人機基本知識xxx公司無人機基本知識文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準審核制定方案設(shè)計，管理制度無人機基礎(chǔ)知識一、無人機是什么無人機是無人駕駛飛機的簡稱（Unmanned

Aerial

Vehicle），是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置的不載人飛機，包括無人直升機、固定翼機、多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機。廣義地看也包括臨近空間飛行器（20-100

公里空域），如平流層飛艇、高空氣球、太陽能無人機等。從某種角度來看，無人機可以在無人駕駛的條件下完成復(fù)雜空中飛行任務(wù)和各種負載任務(wù)。按照不同平臺構(gòu)型來分類，無人機可主要有固定翼無人機、無人直升機和多旋翼無人機三大平臺，其它小種類無人機平臺還包括傘翼無人機、撲翼無人機和無人飛船等。固定翼無人機是軍用和多數(shù)民用無人機的主流平臺，最大特點是飛行速度較快；無人直升機是靈活性最強的無人機平臺，可以原地垂直起飛和懸停；多旋翼（多軸）無人機是消費級和部分民用用途的首選平臺，靈活性介于固定翼和直升機中間（起降需要推力），但操縱簡單、成本較低。按不同使用領(lǐng)域來劃分，無人機可分為軍用、民用和消費級三大類，對于無人機的性能要求各有偏重：1）軍用無人機對于靈敏度、飛行高度速度、智能化等有著更高的要求，是技術(shù)水平最高的無人機，包括偵察、誘餌、電子對抗、通信中繼、靶機和無人戰(zhàn)斗機等機型；2）民用無人機一般對于速度、升限和航程等要求都較低，但對于人員操作培訓(xùn)、綜合成本有較高的要求，因此需要形成成熟的產(chǎn)業(yè)鏈提供盡可能低廉的零部件和支持服務(wù)，目前來看民用無人機最大的市場在于政府公共服務(wù)的提供，如警用、消防、氣象等，占到總需求的約

70%，而我們認為未來無人機潛力最大的市場可能就在民用，新增市場需求可能出現(xiàn)在農(nóng)業(yè)植保、貨物速度、空中無線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)獲取等領(lǐng)域；3）消費級無人機一般采用成本較低的多旋翼平臺，用于航拍、游戲等休閑用途。二、無人機技術(shù)難點1、飛行控制系統(tǒng)是無人機的

“駕駛員”

-

更精確、更清晰飛控子系統(tǒng)是無人機完成起飛、空中飛行、執(zhí)行任務(wù)和返場回收等整個飛行過程的核心系統(tǒng)，飛控對于無人機相當(dāng)于駕駛員對于有人機的作用，我們認為是無人機最核心的技術(shù)之一。其中，機身大量裝配的各種傳感器（包括角速率、姿態(tài)、位置、加速度、高度和空速等）是飛控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是保證飛機控制精度的關(guān)鍵，在不同飛行環(huán)境下、不同用途的無人機對傳感器的配置要求也不同。2、導(dǎo)航系統(tǒng)是無人機的

“眼睛”，多技術(shù)結(jié)合是未來方向?qū)Ш较到y(tǒng)向無人機提供參考坐標(biāo)系的位置、速度、飛行姿態(tài)，引導(dǎo)無人機按照指定航線飛行，相當(dāng)于有人機系統(tǒng)中的領(lǐng)航員。無人機載導(dǎo)航系統(tǒng)主要分非自主（GPS

等）和自主（慣性制導(dǎo)）兩種，但分別有易受干擾和誤差積累增大的缺點，而未來無人機的發(fā)展要求障礙回避、物資或武器投放、自動進場著陸等功能，需要高精度、高可靠性、高抗干擾性能，因此多種導(dǎo)航技術(shù)結(jié)合的

“慣性

+

多傳感器

+GPS+

光電導(dǎo)航系統(tǒng)”

將是未來發(fā)展的方向。3、動力系統(tǒng)

-

渦輪有望逐步取代活塞，新能源發(fā)動機提升續(xù)航能力不同用途的無人機對動力裝置的要求不同，但都希望發(fā)動機體積小、成本低、工作可靠：1）無人機目前廣泛采用的動力裝置為活塞式發(fā)動機，但活塞式只適用于低速低空小型無人機；2）對于一次性使用的靶機、自殺式無人機或?qū)?，要求推重比高但壽命可以短?-2h），一般使用渦噴式發(fā)動機；3）低空無人直升機一般使用渦軸發(fā)動機，高空長航時的大型無人機一般使用渦扇發(fā)動機（美國全球鷹重達

12t）；4）消費級微型無人機（多旋翼）一般使用電池驅(qū)動的電動機，起飛質(zhì)量不到

100

克、續(xù)航時間小于一小時。隨著渦輪發(fā)動機推重比、壽命不斷提高、油耗降低，渦輪將取代活塞成為無人機的主力動力機型，太陽能、氫能等新能源電動機也有望為小型無人機提供更持久的生存力。4、數(shù)據(jù)鏈是

“放風(fēng)箏的線”

–

從獨立專用系統(tǒng)向全球信息格柵（GIG）過渡數(shù)據(jù)鏈傳輸系統(tǒng)是無人機的重要技術(shù)組成，負責(zé)完成對無人機遙控、遙測、跟蹤定位和傳感器傳輸，上行數(shù)據(jù)鏈實現(xiàn)對無人機遙控、下行數(shù)據(jù)鏈執(zhí)行遙測、數(shù)據(jù)傳輸功能。普通無人機大多采用定制視距數(shù)據(jù)鏈，而中高空、長航時無人機則都會采用視距和超視距衛(wèi)通數(shù)據(jù)鏈?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)鏈技術(shù)的發(fā)展推動者無人機數(shù)據(jù)鏈向著高速、寬帶、保密、抗干擾的方向發(fā)展，無人機實用化能力將越來越強。往前看，隨著機載傳感器、定位的精細程度和執(zhí)行任務(wù)的復(fù)雜程度不斷上升，對數(shù)據(jù)鏈的貸款提出了很強的要求，未來隨著機載高速處理器的突飛猛進，預(yù)計幾年后現(xiàn)有射頻數(shù)據(jù)鏈的傳輸速率將翻倍，未來在全天候要求低的領(lǐng)域可能還將出現(xiàn)激光通訊方式。從美國制定的無人機通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展戰(zhàn)略上看，數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)從最初

IP

化的傳輸、多機互連網(wǎng)絡(luò)，正在向衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換傳輸，以及最終的完全全球信息格柵（GIG）配置過渡，為授權(quán)用戶提供無縫全球信息資源交互能力，既支持固定用戶、又支持移動用戶。三、無人機發(fā)展緣起1、軍用技術(shù)溢出，成本下降引爆民用市場戰(zhàn)爭是無人機發(fā)展的頭號牽引力，20

世紀末經(jīng)歷三大技術(shù)發(fā)展浪潮毫無疑問，無人機發(fā)展的初期是為了純粹的軍事用途：一戰(zhàn)時期英國研制的世界第一款無人機被定義為

“會飛的炸彈”，二戰(zhàn)時期德軍已經(jīng)開始大量應(yīng)用無人駕駛轟炸機參戰(zhàn)；二戰(zhàn)后無人機研發(fā)的中心出現(xiàn)在美國和以色列，用途延伸至戰(zhàn)地偵察和情報搜集，無人機被派往朝鮮、越南和海灣戰(zhàn)場協(xié)助美軍和以色列軍隊作戰(zhàn)。正是由于無人機在偵查方面低成本、控制靈活、持續(xù)時間長的天然優(yōu)勢，各國軍隊相繼投入大量經(jīng)費研發(fā)無人機系統(tǒng)。無人機技術(shù)在

20

世紀末經(jīng)歷了三次發(fā)展浪潮、真正進入了第一個

“黃金時代”：1）1990年

后，全球共有

30

多個國家裝備了師級（大型）戰(zhàn)術(shù)無人機系統(tǒng)，代表機型有美國

“獵人”、“先驅(qū)者”，以色列

“偵察兵”、“先鋒”

等；2）1993年

后，中高空長航時軍用無人機得到迅速發(fā)展，以美國

“蒂爾”

無人機發(fā)展計劃為代表，在波黑戰(zhàn)爭中大放異彩；3）20

世紀末，旅團級（中小型）固定翼和旋翼戰(zhàn)術(shù)無人機系統(tǒng)出現(xiàn)，其體積小、價格更低、機動性好，標(biāo)志著無人機進入大規(guī)模應(yīng)用時代。早期的航空技術(shù)解決的是無人機能夠飛行的問題，而

20

世紀

80年

代以來現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展為無人機更高的飛行性能、更好的可靠性提供了條件，其中：1）智能化：自主飛控技術(shù)、急劇攀升的計算機處理能力推動無人機向智能化發(fā)展，真正成為

“會思考”

的空中機器人；2）高速帶寬：高速寬帶網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈實現(xiàn)無人機組網(wǎng)和互相連通，無人機編組、空地裝備聯(lián)合成為可能；3）更輕的材料和傳感器：材料科學(xué)和微機電技術(shù)進一步減輕無人機平臺重量、提高精確度；4）更強的續(xù)航能力：電池續(xù)航能力的大幅上升，以及新能源技術(shù)賦予無人機更長的飛行時間。2、

技術(shù)向民用外溢，無人機產(chǎn)業(yè)化進入普及時代由于軍用無人機在3D(DULL,DIRTY,DANGEROUS)

環(huán)境下執(zhí)行任務(wù)的顯著優(yōu)勢以及靈活機動的特性，民用各行各業(yè)對無人機的應(yīng)用也翹首以盼。但相比軍用無人機近百年的發(fā)展歷史，民用無人機在上世紀

80年代軍用無人機的現(xiàn)代系統(tǒng)得到大發(fā)展的基礎(chǔ)上才開始嘗試應(yīng)用，各領(lǐng)域全面開花應(yīng)用只有

10

余年時間。日本的民用無人機開發(fā)較早：早在

1983年

雅馬哈公司采用摩托車發(fā)動機，開發(fā)了一種用于噴灑農(nóng)藥的無人直升機，1989年

其成為實際首架成功用于試飛的無人直升機，2002年CERP

公司及發(fā)明一款

JAXA

多用途民用無人機；2003年

開始，耗時

3年，岐阜工業(yè)協(xié)會先后開發(fā)了

4

代無人機產(chǎn)品，主要應(yīng)用于森林防火、地震災(zāi)害評估等領(lǐng)域；美國

NASA

牽頭成立世界級無人機應(yīng)用中心：2003年

美國

NASA

成立世界級的無人機應(yīng)用中心，專門研究裝有高分辨率相機傳感器無人機的商業(yè)應(yīng)用。近年美國國家海洋和大氣管理局用無人機追蹤熱帶風(fēng)暴有關(guān)數(shù)據(jù)，借此完善颶風(fēng)預(yù)警模型。2007

年森林大火肆虐時，美國宇航局使用

“伊哈納”（Ikhana）的無人機來評估大火的嚴重程度，以及災(zāi)害的損失估算工作。2011年

墨西哥灣鉆井平臺爆炸后艾倫實驗室公司的無人機協(xié)助溢油監(jiān)測和溢油處理等。以色列也專門組建了一個民用無人機及其工作模式的試驗委員會，2008年

給予

“蒼鷺

“無人機非軍事任務(wù)執(zhí)行證書，并與有關(guān)部門合作展開多種民用任務(wù)的試驗飛行。歐洲在

2006年

制定并即刻實施的

“民用無人機發(fā)展路線圖”，之后歐盟擬籌夠一個泛歐民用無人機協(xié)調(diào)組織，為解決最關(guān)鍵的空中安全和適航問題提供幫助。中國起步早，近年發(fā)展較快：中國上世紀

80年

代，就將自行開發(fā)的無人機（脫胎于軍用機型）在地圖測繪和地質(zhì)勘探中做了嘗試。近些年，專為民用研制額”

黔中

“1號無人機與

2010年

順利首飛，2011

你那國產(chǎn)”

蜜蜂

“28

無人機，可全自主起飛、著陸、懸停和航路規(guī)劃，能應(yīng)用農(nóng)業(yè)噴灑、電力巡檢、防災(zāi)應(yīng)急、航拍測繪、中繼通信等。對于民用領(lǐng)域，無人機僅僅是一個飛行平臺，其功能歸根到底要通過機載系統(tǒng)中的任務(wù)載荷設(shè)備來完成。和

To

B

端各行各業(yè)無人機領(lǐng)域快速發(fā)展相比，近兩年To

C

消費端航拍、娛樂等市場，受益于無人機各方面技術(shù)的成熟和成本的大幅下降，可謂是爆發(fā)式發(fā)展。深圳大疆成立于

06年，10年

僅幾百萬收入，13年

高達

8

億元，14年

近

30

億元。3、硬件產(chǎn)業(yè)鏈成熟、成本下降為民用&消費無人機爆發(fā)創(chuàng)造條件近十年民用和消費級無人機市場的興起，和硬件產(chǎn)業(yè)鏈的成熟、成本曲線不斷下降密不可分：隨著移動終端的興起，芯片、電池、慣性傳感器、通訊芯片等產(chǎn)業(yè)鏈迅速成熟，成本下降，使智能化進程得以迅速向更加小型化、低功耗的設(shè)備邁進。這也給無人機整體硬件的迅速創(chuàng)新和成本下降創(chuàng)造了良好條件：芯片——目前一個高性能

FPGA

芯片就可以在無人機上實現(xiàn)雙

CPU

的功能，以滿足導(dǎo)航傳感器的信息融合，實現(xiàn)無人飛行器的最優(yōu)控制。慣性傳感器——伴隨著蘋果在

iPhone

上大量應(yīng)用加速計、陀螺儀、地磁傳感器等，MEMS

慣性傳感器從

2011年

開始大規(guī)模興起，6

軸、9

軸的慣性傳感器也逐漸取代了單個傳感器，成本和功耗進一步降低，成本僅在幾美元。另外

GPS

芯片僅重

克，價格不到

5

美元。Wifi

等無線通信——Wifi

等通信芯片用于控制和傳輸圖像信息，通信傳輸速度和質(zhì)量已經(jīng)可以充分滿足幾百米的傳輸需求。電池——電池能量密度不斷增加，使得無人機在保持較輕的重量下，續(xù)航時間能有

25-30

分鐘，達到可以滿足一些基本應(yīng)用的程度，此外，太陽能電池技術(shù)使得高海拔無人機可持續(xù)飛行一周甚至更長時間。相機等——近年來移動終端同樣促進了鋰電池、高像素攝像頭性能的急劇提升和成本下降。4、飛控系統(tǒng)開源，無人機飛入尋常百姓家如果說硬件成本下降解決了無人機

“身體”

的問題，近年來飛控系統(tǒng)開源化的趨勢解決了無人機

“大腦”

的問題，從此無人機不再是軍用和科研機構(gòu)的專利，全世界的商業(yè)企業(yè)和發(fā)燒友都加入了無人機系統(tǒng)設(shè)計的大潮中，是引爆民用和消費無人機市場的

“爆點”。德國

MK

公司是多旋翼無人機系統(tǒng)開源的鼻祖，其后

2011年

美國

APM

公司開放無人機設(shè)計平臺徹底點燃了市場對無人機系統(tǒng)開發(fā)的熱情，2012年

以后民用和消費無人機進入了加速上行的通道。至今，國際無人機行業(yè)已經(jīng)形成了

APM（用戶最多）、德國

MK（最早的開源系統(tǒng)）、Paparazzi（穩(wěn)定性高、擴展性強）、PX4

和

MWC（兼容性強）等五大無人機開源平臺。以

PPZ（Paparazzi）為例，始于

2003年

的

PPZ

是一個軟硬件全開源的系統(tǒng)，至今已經(jīng)形成了不僅覆蓋傳感器、GPS、自動駕駛軟件，同時覆蓋地面設(shè)備的全套成熟解決方案，既可以驅(qū)動固定翼飛機、也可以驅(qū)動旋翼機，并且可以通過地面控制軟件實時監(jiān)控飛機飛行的衛(wèi)星地圖?？梢哉f，強大的開源飛控系統(tǒng)已經(jīng)使得無人機全面進入

“用戶友好”

時代。2014年10月，著名計算機開源系統(tǒng)公司

Linux

推出了名為

“Dronecode”

的無人機開源系統(tǒng)合作項目，將

3D

Robotics、英特爾、高通、百度等科技巨頭納入項目組，旨在為為無人機開發(fā)者提供所需要的資源、工具和技術(shù)支持，加快無人機和機器人領(lǐng)域的發(fā)展。根據(jù)

Teal

航空市場調(diào)研公司的報告，Dronecode

項目使未來十年世界無人機研發(fā)、測試和評估等活動的總值達到

910

億美元。

Dronecode

開發(fā)界面囊括了無人越野車、無人固定翼飛機、無人直升機和各種多軸旋翼無人機等，吸收了

APM、PX4

等多個平臺，進一步推動了系統(tǒng)開發(fā)的可視化和友好化。5、

無人機相關(guān)政策:

各國政策都處于持續(xù)完善中中國無人機相關(guān)政策:

走出了規(guī)范化的第一步總的來說，2009年

前，無人機處于無監(jiān)管的空白狀態(tài)。2009年

以后至今，開始進入持證飛行階段，但是法律法規(guī)和監(jiān)管執(zhí)行尚未完善和正規(guī)化，實際申請操作上模糊不清。美國無人機相關(guān)政策:

商業(yè)無人機草案終出經(jīng)歷了長時間的等待，數(shù)次延期，2015年2月15日，美國聯(lián)邦航空管理局終于公布了期盼已久的無人機商轉(zhuǎn)管理辦法草案。這項新規(guī)打破了之前全面禁飛的局面，但是還有待最終定案。這份規(guī)則主要適用于重量

25

千克以下的無人機，主要限定包括：（1）飛行時間，高速，速度，搭載限制：它限定無人機只能在白天飛行，且全程都必須保持在操作人員的視線范圍內(nèi)，飛行高度不得超過

150

米，時速不得超過

160

公里。不得從人頭頂上飛過，不得從無人機上扔?xùn)|西，機體外側(cè)不得搭掛包裹。（2）飛行路線地點限制：無人機都必須避開飛機飛行路線和飛行限制區(qū)，必須嚴格遵守相關(guān)臨時限飛令。無人飛機應(yīng)避開人駕駛的飛機機場至少八公里。無人飛機飛行時，應(yīng)始終維持于無線電操作者視界以內(nèi)。（3）駕駛員資格要求：無人機操作人員至少滿

17

歲，需考取美國聯(lián)邦航空局無人機操作人員資格證書，并且通過

TSA

(美國運輸安全管理局)

的審查要求。（4）另外，關(guān)于愛好者的模型無人機，則仍然跟之前一樣不受限制，只要不妨礙空中交通。英國無人機政策：世界無人機法規(guī)領(lǐng)航者CAP

722

是英國民航局在英國領(lǐng)空內(nèi)對無人機使用的指導(dǎo)準則,

第四版的

CAP

722

發(fā)布于

2010年4月

已適應(yīng)空中導(dǎo)航法

2009

的推出。所有關(guān)于無人機的法規(guī)現(xiàn)在都收在空中導(dǎo)航法

2009

中.

在那之前，CAP

722

是行業(yè)的參考標(biāo)準，并被全世界所模仿學(xué)習(xí)與實施。這份文件強調(diào)了在英國操作無人機前需要注意的適航性和操作標(biāo)準方面的安全要求。最新版的

cap

722

發(fā)布于

2012年8月，并且對民用無人機實施相當(dāng)程度的開放政策。英國民航局是無人機法規(guī)領(lǐng)域的領(lǐng)航者。歐洲法規(guī)

2008

第

216號監(jiān)管著所有整機重量超過

150

公斤的無人機.無人機的設(shè)計和生產(chǎn)也必須和常規(guī)飛機一樣遵循相關(guān)的認證規(guī)范

(該規(guī)范由

EuroUSC

公司主導(dǎo)，該公司獲得民航局的授權(quán)實施輕型無人機計劃),并且必須獲得適航認證或準飛許可.

在英國,整機重量在

20

公斤到

150

公斤的無人機需要具有英國法律下的適航性資質(zhì).如果飛行器在半徑

500

米和低于

400

英尺的范圍或者在隔離的飛行區(qū)域內(nèi),并且無人機和該飛行有一定的適航性保證,英國民航局可以豁免適航性認證的需求.英國民航局也會在自己調(diào)查和被推薦的基礎(chǔ)上頒發(fā)豁免權(quán),當(dāng)前僅有一家組織獲得了此項許可.

整機重量

20

公斤以下的無人機并不需要遵從很多主要政策要求，但是領(lǐng)航法第

98號文中設(shè)立了一些條件。這些條件包括禁止在管制區(qū)域或者飛機場附近飛行，除非獲得空管局的許可，最大高度

400

英尺和禁止在沒有英國民航局特別許可的情況下高空作業(yè)。當(dāng)前英國航空法中操控?zé)o人機并不需要認證飛行員執(zhí)照.但是英國民航局要求所有潛在無人機操控者都掌握飛行資質(zhì)。飛行資質(zhì)可以通過完成指定課程獲得,并有四家認證機構(gòu)運營著培訓(xùn)與考試。四、無人機全球市場1、民用無人機：下游需求廣泛，進入快速發(fā)展期民用無人機下游需求非常廣泛，包括農(nóng)業(yè)、電力石油、檢災(zāi)、林業(yè)、氣象、國土資源、警用、海洋水利、測繪、城市規(guī)劃等多個行業(yè)。近年來無人機在民用市場的應(yīng)用受到越來越多的關(guān)注，如農(nóng)林植保和電力巡線兩個領(lǐng)域，無人機需求較為迫切，且具備較大的市場規(guī)模。我們認為其它行業(yè)的潛在需求也將逐步顯現(xiàn)，我國民用無人機市場空間巨大，將進入快速發(fā)展期。農(nóng)業(yè)植保：民用無人機最大市場，農(nóng)業(yè)植保市場規(guī)模超百億日本植保無人機已經(jīng)使用

20

多年，目前每年更新量約為

3000

架。我們按照中日年

農(nóng)藥使用量進行測算，中國如果達到日本目前植保無人機的普及率和使用頻次，年更新量約為

30,000

架，植保無人機價格按

50

萬元

/

架測算，年市場規(guī)?？蛇_

150

億元。電力巡檢：政策有望出臺，市場規(guī)模超十億2009年1月，國家電網(wǎng)公司正式立項研制無人直升機巡檢系統(tǒng)。2013年3月，國家電網(wǎng)公司出臺《國家電網(wǎng)公司輸電線路直升機、無人機和人工協(xié)同巡檢模式試點工作方案》。方案指出，建立直升機、無人機和人工巡檢相互協(xié)同的新型巡檢模式是堅強智能電網(wǎng)發(fā)展的迫切需要，目前公司系統(tǒng)直升機巡檢作業(yè)正在逐步向規(guī)范化、制度化方向發(fā)展，為此公司選定山東、冀北、山西、湖北、四川、重慶、浙江、福建、遼寧、青海十個檢修公司作為試點單位，利用

2-3

年時間開展開展新型巡檢模式試點工作。到

2015

年，國網(wǎng)公司系統(tǒng)將全面推廣直升機、無人機和人工巡檢相互協(xié)同的輸電線路新型巡檢模式。2014年6月，中國電力企業(yè)聯(lián)合會標(biāo)準化中心對外發(fā)布名為《架空輸電線路無人機巡檢作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則》的電力行業(yè)標(biāo)準草案，公開征求意見。我們預(yù)計電力聯(lián)合會的無人機行業(yè)標(biāo)準在今年有望正式出臺。我國

110kV

以上高壓輸電線約為

52

公里，按每年巡檢次數(shù)

30

次測算，則每年總巡檢長度約為

1,560

萬公里。無人機每小時巡檢

20

公里，單機年飛行時間按

150

小時計算，全國需要

5,200

架。按每架

20

萬人民幣計算，則年市場空間約

億元。森林防火：需求迫切，尚處初始階段我國擁有森林面積

億公頃，森林蓄積量為

億立方米，森林覆蓋率為

%，既是森林資源大國，又是森林火災(zāi)多發(fā)國家。目前,國外森林防火中應(yīng)用了較多的新技術(shù)和新設(shè)備，國內(nèi)在此方面的應(yīng)用需求也日益增加,對森林保護的投入逐漸加大，先后運用衛(wèi)星進行資源普查、森林火場監(jiān)視，而使用無人機系統(tǒng)對森林火情監(jiān)測還是初始階段。檢災(zāi)：國情需要，空間廣闊2008年

汶川地震引發(fā)了大量崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等次生地質(zhì)災(zāi)害,引起災(zāi)區(qū)大部分國道、省道、鄉(xiāng)村道路嚴重破壞,給救災(zāi)工作造成難于想象的困難。由于天氣因素的影響,衛(wèi)星遙感系統(tǒng)或載人航空遙感系統(tǒng)難以及時獲取災(zāi)區(qū)的實時地面影像。

地震發(fā)生后,多種型號的無人機航空遙感系統(tǒng)迅速進入災(zāi)區(qū),在災(zāi)情調(diào)查、滑坡動態(tài)監(jiān)測、房屋與道路損害情況評估、救災(zāi)效果評價、災(zāi)區(qū)恢復(fù)重建等方面得到廣泛使用,取得了很好的效果,起到了其他手段無法替代的作用。無人機航空遙感系統(tǒng)第一次大規(guī)模用于應(yīng)急救災(zāi)就取得了成功。2013年

雅安地震搜救過程中，國家地震災(zāi)害緊急救援隊使用旋翼無人機對災(zāi)區(qū)地形地貌、受損情況進行空中排查，為國家地震災(zāi)害緊急救援隊的搜救工作提供了參考和依據(jù)。該無人機由國家地震災(zāi)害緊急救援隊與中國科學(xué)院沈陽自動化研究所聯(lián)合研制，并在地震搜救過程中應(yīng)用，探測精度達到

米，可在

200

米低空連續(xù)飛行

100

公里。我國自然災(zāi)害發(fā)生頻繁,每年災(zāi)害造成的損失巨大。災(zāi)害發(fā)生時,為了提高救災(zāi)效率和質(zhì)量,必須提供及時準確的災(zāi)害信息。常規(guī)災(zāi)害監(jiān)測方法周期長,成本高,難于滿足救災(zāi)應(yīng)急的需要。無人機航空遙感系統(tǒng)作為衛(wèi)星遙感和載人航空遙感的補充手段,具有實時性強、靈活方便、外界環(huán)境影響小、成本低的優(yōu)點,其在災(zāi)害應(yīng)急救援方面具有廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。2、消費級無人機市場迅速升溫今年全球無人機市場迎來廣泛關(guān)注，大疆創(chuàng)新產(chǎn)品走向前臺，國內(nèi)極飛科技、零度智控、云南昆明勁鷹航空科技以及國外

3D

Robotics

等無人機公司產(chǎn)品和融資動作不斷，2015年

可以說是消費級無人機元年。大疆創(chuàng)新是全球領(lǐng)先的小型無人機廠商，占據(jù)了全球民用小型無人機約

50%的市場份額，公司

80%的產(chǎn)品都是銷往國外。被硅谷認為能與蘋果比較的隱形的世界級無人機公司。公司成立于

2006年，最初從安裝在無人機上的控制器切入，進而發(fā)現(xiàn)無人飛行器航拍的市場接入點，轉(zhuǎn)做整機和穩(wěn)定的飛行平臺，以及高清數(shù)字視屏傳輸模塊，再到如今致力于提供完整飛行影像策略。短短幾年間成長上千倍，2013年

收入規(guī)模達到

8

億元，被美國《時代》雜志評為

2014年

度十大創(chuàng)新工具全球第三。大疆的

DJI

無人機被廣泛運用于航拍，并且很受專業(yè)及業(yè)余級攝影師們的喜歡。其產(chǎn)品線涵蓋中端價位的

Phantom

（大精靈）以及高端市場絕對王者的

Inspire

（“悟”）系列。包括熱播電視節(jié)目《爸爸，去哪兒》中，以及神盾局特工、國土安全等熱門美劇中的航拍鏡頭。同時也被用戶用來全景掃描里約熱內(nèi)盧基督像、貼近拍攝鯨魚換氣，飛躍噴發(fā)中的伊蘇爾火山等。除了大疆創(chuàng)新外，近年來國內(nèi)外科技公司對無人機關(guān)注熱度也迅速升溫，無人機不僅僅是航拍的

“玩具”，更是顛覆未來的機器人：亞馬遜的

Prime

Air

人機物流計劃已進入第

9

代的研發(fā)；Google

收購無人機公司

TitanAerospace

提供網(wǎng)絡(luò)覆蓋；Facebook

也以

2000

萬美元收購英國無人機公司

Ascenta；3D

Robotics

無人機已獲由其領(lǐng)投的

5

千萬美金投資；Matternet

建造無人機網(wǎng)絡(luò)向全球的偏遠農(nóng)村運送食品和醫(yī)療用品。國內(nèi)無人機市場也逐漸興起，誕生出類似大疆科技、零度智控、極飛科技、一電科技、億航無人機、天翔無人機、昆明勁鷹等。目前無人機主要應(yīng)用于航拍等各行業(yè)應(yīng)用，包括邊防、農(nóng)業(yè)等，比如昆明勁鷹無人機專業(yè)從事航測無人機設(shè)備的設(shè)計、生產(chǎn)、銷售和航測航拍服務(wù)，是中國技術(shù)頂尖的航測航拍無人機設(shè)計制造及航飛服務(wù)商，開發(fā)研制出勁鷹1型汽油航測航拍無人機、勁鷹2型垂直起飛固定翼無人機、勁鷹3型可垂直起飛懸停固定翼無人機、勁鷹650航拍專用飛行器、勁鷹1000型八軸航拍航測無人機、勁鷹1600大型載重旋翼飛行平臺和勁鷹S1型汽油航測航拍水上無人機等多種型號的無人機，并成功到非洲飛行完成航測任務(wù)，擁有為民用、商用航空領(lǐng)域提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的能力和實力。Google

熱氣球

Project

Loon，準備在全球打造一個平流層氣球網(wǎng)絡(luò)，然后又收購了

Titan

Aerospace，以提供太陽能動力的無人機，這兩個都可以隨時隨地提供低成本的、覆蓋整個星球的互聯(lián)網(wǎng)接入。NASA

也在開發(fā)無人機

“低空交通管理系統(tǒng)”，有望在

2015

年用于農(nóng)業(yè)。無人機生產(chǎn)商

Skycatch，主要做建造業(yè)、礦業(yè)、太陽能行業(yè)以及農(nóng)業(yè)的數(shù)據(jù)采集，此前已經(jīng)獲得了

1320

萬美元融資。其他創(chuàng)新應(yīng)用包括蜜蜂大小的無人機對花朵進行授粉等等。GoPro

去年也加入了

“小型無人機聯(lián)盟”，并已經(jīng)為多款無人機推出了視頻攝像設(shè)備，GoPro

也宣布將進入消費級無人機領(lǐng)域，并預(yù)計今年正式推出第一款多馬達驅(qū)動無人機，定價將于

500

到

1000

美元之間。大疆也宣布將在未來無人機產(chǎn)品上采用自主研發(fā)生產(chǎn)的攝像頭。無人機與運動相機的結(jié)合，將是無人機在運動健康等個性化航拍領(lǐng)域的重要應(yīng)用，例如

STELLA

推出的專為

GoPro

Hero

3

系列相機設(shè)計的穩(wěn)定云臺。無人機配合

Oculus

Rift

使用，可以獲得虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實的體驗。例如

Parrot

推出無線控制配件

Skycontroller，用

HDMI

接口連上

Oculus

Rift，能直接操控飛行器的飛行，用上下左右按鍵，控制飛行器的運行軌跡。借助

“連接”

方式，把人的感知帶到另一個真實空間。這樣的體驗或許今后還能應(yīng)用在隧道、峽谷與水下等場景，探險者將不再需要親歷，就能收獲刺激的感官體驗。更重要的是，他不需要耗費人力物力去建模、創(chuàng)建一個虛擬世界，任何一個地點都能成為新的游樂場。根據(jù)大疆創(chuàng)新去年約

30

億的營收規(guī)模以及數(shù)千元到數(shù)萬元的定價，無人機出貨量也就幾十萬臺，未來成長空間極大。據(jù)

Teal

Group

統(tǒng)計，2014年

全球民用無人機市場規(guī)模已經(jīng)達到

28

億美元，未來

10年

還將實現(xiàn)前所未有的持續(xù)增長，市場規(guī)模將翻倍以上增長。五、未來，無人機能為我們做些什么除了我們已經(jīng)熟知的軍事、商用和消費功能，能夠

“上天入地”

的無人機未來可能給我們的生活帶來無限的驚喜。距離

300

米的高空沒有地面的擁擠和各種限制，未來無人機不僅能夠扮演超級速遞員和超級警察的角色，還能夠為地面提供低成本、機動程度極高的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。把無人機想象成一個

“會飛的傳感器”，無人機就成了工業(yè)

的一個空中數(shù)據(jù)端口，大至地球物理、氣象、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)、小至個人位置信息，無人機將引爆一場空中的大數(shù)據(jù)革命！1、工業(yè)

的空中數(shù)據(jù)端口！我們認為，作為一個

“會飛的傳感器”，無人機未來在民用領(lǐng)域最具想象空間的應(yīng)用可能是作為空中的數(shù)據(jù)端口，為連接全球的工業(yè)

“大數(shù)據(jù)”

系統(tǒng)提供更精確、更強大的數(shù)據(jù)流。從無人機最普通的巡檢功能說起，使用無人機在全國范圍內(nèi)來巡視農(nóng)田，可以比衛(wèi)星圖像更清晰地觀測到農(nóng)作物長勢、自然災(zāi)害、土壤變化等信息，無人機通過數(shù)據(jù)鏈接入全球互聯(lián)網(wǎng)，可以將收集的數(shù)據(jù)實時傳輸給大宗商品分析師，用以判斷全球農(nóng)作物期貨市場走勢；在未來的精準農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中，小型無人機可以用來觀測作物是否缺水，將信息反饋給灌溉系統(tǒng)以調(diào)節(jié)水量。從個人信息數(shù)據(jù)的獲取來說，無人機可以模擬

WiFi

熱點，嗅探移動設(shè)備的

MAC

地址，并根據(jù)信號的強度等對設(shè)備進行三角定位，搜集的信息匯總起來則可以繪制出用戶的運動地圖，呈現(xiàn)出他通常會路過的街區(qū)、商店等，進而有條件地對用戶進行篩選，比如向

“過其門而不入”

的潛在消費者推送優(yōu)惠促銷信息。通過對個人運動軌跡的跟蹤，可以更全面地把握人群的生活習(xí)慣，為廠商提供更精確的參考數(shù)據(jù)。此外，在緊急情況下，也可以通過定位移動設(shè)備來拯救生命。無人機通過受困者手機

Wi-Fi

信號來判斷受困者的位置。這項技術(shù)和商場、超市中常用的室內(nèi)移動設(shè)備定位技術(shù)如

iBeacon

有些許類似的地方，均可以在用戶經(jīng)過時推送促銷信息等。不同之處在于無人機更加靈活，可以在更加復(fù)雜的地理條件下對用戶進行定位。2、科技巨頭的下一站：提供靈活機動、低成本的

WIFI

網(wǎng)絡(luò)接入在全球有將近四十億的人口仍未接通互聯(lián)網(wǎng)，如何解決互聯(lián)網(wǎng)接入問題，如

WiFi

的網(wǎng)絡(luò)部署，已成為人類十大解決難題之一。而無人機的能耗較低，但飛行時間卻較長，可以為更大范圍內(nèi)的用戶提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。同時無人機具有很強的機動性，可以根據(jù)某一區(qū)域內(nèi)的特殊需要來提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。Google

收購

Titan，用無人機搶占互聯(lián)網(wǎng)覆蓋市場在

2014年4月

份收購了無人機公司

Titan

Aerospace。Titan

Aerospace

成立于

2012

年，其無人機試圖取代高成本的近地衛(wèi)星。目前已經(jīng)研制成功并開始測試無人機

Solara

50

和

60，可以通過太陽能補充動能，在近地軌道持續(xù)航行五年而不用降落。Solara

無人機

50

米寬，可以承載

32kg，速度達到

104km/h，Titan

表示通過特殊設(shè)備，其高空無人機最高可提供每秒高達

1

GB

的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。據(jù)稱在收購之后，Titan

Aerospace

將會與

Google

的兩個項目進行合作，其中之一是通過高空氦氣球提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的

Project

Loon，除此以外，Google

還計劃斥資

10

億美元，用衛(wèi)星提供互聯(lián)網(wǎng)覆蓋。氦氣球、無人機與衛(wèi)星三管齊下，再加上在城市推進的有線光纖接入

Google

Fiber，可見

Google

對互聯(lián)網(wǎng)入口的重視程度。不過，有線接入是在已有覆蓋地區(qū)提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，而前三種無線接入方式主要解決的是覆蓋問題。但相對而言，無人機技術(shù)可能會比氦氣球更有優(yōu)勢，因為

Titan

Aerospace

的無人機采用太陽能提供動力，續(xù)航能力可長達一年，而氦氣球的部署成本太高，維護難度也相對較高；此外，無人機的其飛行高度既高于商業(yè)飛機的海拔，又低于衛(wèi)星的高度，使得它可以穩(wěn)定提供

1Gbps

的高速接入。所以未來

Google

的無人機可能會在小范圍內(nèi)提供大容量服務(wù)，而衛(wèi)星則用于保證低速率需求地區(qū)的覆蓋。Facebook

為了下一個

10

億的用戶，用無人機覆蓋偏遠地區(qū)Facebook

成立了

Connectivity

Lab（連接實驗室），其使命就是開發(fā)包括衛(wèi)星、無人機在內(nèi)的各自互聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)。Facebook

已經(jīng)以

2000

萬美金收購另一家提供類似技術(shù)的無人機產(chǎn)商

Ascenta。Ascenta

的太陽能無人機一次上天可以在

20km

高空持續(xù)飛行，滯空時間長達

1

個月。Facebook

涉足無人機主要也是為了提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。為偏遠地區(qū)居民提供可用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，以試圖贏取了下一個