简述现代无人机技术研究现状和发展趋势

摘 要 如今，利用传统的航天技术作为支撑，以发达的通信网络作为管控，在智能机器人的技术背景下，无人机已广泛用于航空测绘、影视拍摄、农业植保、电力巡视、灾害观测、紧急救援、物流运输等民用领域。故在本文中我们主要对无人机技术研究现状和发展趋势进行了简单的分析与探讨。

关键词 无人机技术；研究现状；发展趋势

1 无人机发展

无人机的问世先是在军事上出现的，1914年由英国开始了对无人机的研究，这种无人机是一种无人靶机，是为了軍事训练。美国自1917年第一架无人机试飞成功以后，无人机的发展速度越来越快，并且在对越战争和朝鲜战争中使用无人机进行侦查等军事活动。我国的无人机开始于20世纪50年代，是为了加强我国的国防建设以及科学研究，用来进行军事侦察、航空摄影等。随着科学技术的发展，比如计算机技术、控制技术以及无线电技术等的发展，无人机的发展也十分迅速。无人机不仅在军事中的应用更加广泛，比如用于空中侦察、监视战场、电子对抗、战况评价、定位目标、营救飞行员和散发传单等，还在民用方面快速发展，应用到各个领域，大地测绘、摄影测量、资源探测、警用安防、环保监视等[1]。

2 无人机系统组成

无人机飞行平台系统主要包括机体、动力系统、执行机构、电力系统、起落装置以及其他确保飞行平台正常工作的设备和部件。固定翼无人机一般是由飞机机身、机翼、起落装置和动力装置四个部分构成。在此我们以拓普康天狼星（SIRIUSPRO）无人机为例进行分析。

2.1 飞行平台

拓普康天狼星（SIRIUSPRO）无人机的制作材质是Elapor泡沫材料，Elapor泡沫材料的稳定性能好、回弹性高、抗压强度高，用来制作无人机可以提高无人机的性能。拓普康天狼星（SIRIUSPRO）无人机采用的是手抛的方式起飞，降落方式则采用滑降。拓普康天狼星（SIRIUSPRO）无人机特点：材质坚固轻便、低速稳定性较好、起飞爬升率快、相对升力大、续航时间长、载荷大、综合性能佳。

2.2 飞行控制系统

拓普康天狼星（SIRIUSPRO）无人机所采用的无人机飞行控制系统是与MAVinci Desktop软件搭配使用的控制系统。MAVinci Desktop软件能够根据作业任务制定飞行计划，具有的接口能够与多种软件连接。可以在飞行作业开始前制定飞行计划，也可以根据飞行途中的监控数据制定计划和修改飞行航线。MAVinci Desktop软件的工作流程一般是根据飞行作业的区域和航线高度自动制定飞行计划，在无人机起飞前检查飞行计划的区域是否覆盖作业区域。如果作业区域面积很大，一个架次飞行不能全部覆盖，将会自动制定分割飞行计划，也能够在后处理的过程中将数据进行融合。

在飞行过程中配套软件能够监控飞行的过程，而且是3D效果的监视，如果飞行过程中由于一些外在因素影响飞行质量，能够及时进行调整。野外的质量检查也由软件监控，绿色的部分就是能够生成正射影像和3D模型。

2.3 地面监控系统

地面控制系统主要是有无线电遥控收发设备、地面控制平台（计算机）。其中无线电遥控系统传送无人机和遥感设备的状态参数及地面指令，同时通过地面控制平台实时显示飞机位置姿态、航高、飞行速度、航向、方位及飞机上电源电量等相关参数，如若各项参数有异常，可以随时通过无线电遥控收发装置进行遥控调整。

2.4 发射与回收系统

拓普康天狼星（SIRIUSPRO）无人机可以手抛方式起飞，手抛时对起飞场地的要求不高，只需要开阔的地区即可。回收无人机采用的是滑降的方法进行降落，只需要降落的场地宽阔平整，场地的长度和宽度符合要求，风速小于六级就可以进行降落。

2.5 内置RTK设备

拓普康天狼星（sIRIUSPRo）无人机内置RJK设备，能够实时通过高精度RTK技术结合精密技术来确定各个曝光点的准确位置，从而使影像的位置坐标能够代替地面像控点，实现无须像控点就能高精度定位。和传统无人机测图的方法进行对比，使生产效率得到很大的提高[2]。

3 我国小型无人机发展展望

3.1 机型小型化、智能化、数字化

随着微电子产业、智能技术、纳米技术和航空技术的不断发展，未来无人机将朝着体积更加小巧，同时将具有隐身、人工智能控制、自动敌我识别等功能。

3.2 监控全天候、实时化、高分辨率

由于雷达、光电等技术的发展。无人机机载设备将有质的飞跃，传输实时化，灵敏度和分辨率将进一步提高。

3.3 设计模块化、集成化

无人机本身属于一个系统的集成，是将飞行器、各种传感器、通信系统、指挥和控制系统集成为一个整体。若采用模块化设计后，可以随意组装以完成不同的任务，实现一机多用和即装即用的特点，从而达到使用灵活、携带方便的目的。

3.4 安全隐身，缩小体积

为提高无人机战场生存能力及机动性能把最先进的隐身技术应用到新型军用无人机设备上。主要通过以下几种方式：首先，采用复合新型材料、雷达吸波材料及低噪音发动机；其次是在无人机表面涂上能吸收红外光的特殊漆及在发动机燃料中注入防红外辐射的化学制剂降低被发现的可能性；再次是减少表面缝隙缩小雷达反射面；最后是运用最先进的等离子技术进行隐身，便于迅速隐身解决敌人进行持久接触。

3.5 使用领域将进一步扩大

在军用方面，今后无人机将会取代有人轰炸机、歼击机和巡航导弹的部分功能。而在民用方面，将由现在的农业作业、气象探测、边境巡逻等需求迅速扩张，前景一片看好。

3.6 增大航时，提高速度

在高空长航时无人机凭借其高效侦察力及生存力不断提高其应用，美国相关专家委员认为在未来无人机飞行在2km将不会再受限制。无人机进行高空长航时将会对大气层进行侦察，因此在增大无人机航时同时提高其持续作战能力。伴随着无人机在作战中的使用，反无人战机等拦截系统出现，各个军事国家都在研究对策加强抗无人机研究，提升无人机的速度是降低反无人机拦截概率的有效手段之一。因此，当前很多国家都力求发展高速度无人机。在未来航空作战中无人机优秀的滞空能力能够很大程度提高其作战准确性及攻击性，因此更加受到使用者青睐。

总之，随着高新技术在无人机上的应用，无人机的性能将会越来越好。可以预见，无人机和有人机协同工作的时代将会到来。

参考文献

[1] 曹志伟.无人机技术研究现状和发展趋势[J].民营科技，2017， （04）：57.

[2] 黄纪润.DJ公司无人机发展策略问题研究[D].武汉：华中师范大学，2016.

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