某型無人機在民用領(lǐng)域的應用與展望

中航貴州飛機有限責任公司

本文概述無人機在民用領(lǐng)域的應用與特點；針對國內(nèi)用戶需求，闡述某型無人機系統(tǒng)在國內(nèi)應急測繪、航空測繪、地理國情監(jiān)測以及重大自然災害應急監(jiān)測等領(lǐng)域的實際應用。

某型無人機民用型以軍民融合為導向，是軍轉(zhuǎn)民產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)品。主要應用在國土資源測繪、森林火源定位與監(jiān)測、災區(qū)居民活動巡視、災害及損失評估、電力線路工作狀態(tài)評估、海洋資源勘探、陸地資源勘探、漁場巡邏、海事監(jiān)測等領(lǐng)域。

近年由于需求牽引，特別是一些自然災害頻發(fā)，急需一種災情監(jiān)視、評估和救援手段，從而引起有關(guān)方面對民用無人機的關(guān)注。無人機在軍用領(lǐng)域的運用積累到一定程度后，逐步進入民用領(lǐng)域，發(fā)揮了無可比擬的優(yōu)勢，但國內(nèi)民用無人機的發(fā)展任重而道遠。我國民用無人機發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段。

第一階段是二十世紀90年代前，無人機主要滿足軍用需求，由于導航組件、控制系統(tǒng)技術(shù)不成熟，成本高等原因，民用無人機可以說是鳳毛麟角；

第二階段是上世紀90年代至本世紀初，部分企業(yè)對民用無人機進行探索，市場開始向民用“滲透”，出現(xiàn)了低端民用小型無人機；

第三階段也就是當前發(fā)展階段，軍用無人機已大量裝備的同時，民用無人機遍地開花。預計未來部分軍工企業(yè)將涉足民用領(lǐng)域，憑借技術(shù)優(yōu)勢占據(jù)部分市場，民營企業(yè)也將通過技術(shù)、市場、資質(zhì)競爭，優(yōu)勝劣汰，發(fā)展出骨干企業(yè)。

無人機在民用領(lǐng)域的應用與

特點

無人機在民用領(lǐng)域的應用非常廣闊，比如國土資源航拍、漁場巡視、災情監(jiān)視、環(huán)境監(jiān)測、高空大氣研究、地質(zhì)勘探、氣象觀測、土地測量、通信中繼、農(nóng)藥噴灑、森林火災巡查、交通管理、電力線巡查、電視航拍、化學試驗和生物污染檢測、輸油管道裂痕定期檢查、瀕于滅絕物種跟蹤、水質(zhì)監(jiān)測、農(nóng)業(yè)遙感和監(jiān)測、緝毒緝私、邊境巡邏以防止人口非法偷渡等應用。

目前多個部門已對民用無人機提出了明確需求。電網(wǎng)部門主要用于電力巡線、維護等作業(yè)；林業(yè)部門主要用于森林防火，對無人機抗風能力、實時通信、使用半徑等性能指標提出了比較具體的要求；氣象部門對無人機提出了比較明確的產(chǎn)品需求，主要用于氣象探測、氣象預測、遙感以及人工影響天氣等方面；海洋部門主要用于海洋遙感、監(jiān)視、監(jiān)測等作業(yè)。此外，測繪、農(nóng)業(yè)等部門也就無人機技術(shù)與產(chǎn)品提出了意見和建議。

圖1 某峽谷局部航攝圖。

圖2 某市新區(qū)局部航攝圖。

圖3 櫻花園局部航攝圖。

應用場景

針對國外、國內(nèi)用戶需求，尤其是應急測繪無人機的需求，某型無人機在現(xiàn)有成熟的型號基礎(chǔ)上，經(jīng)改進并完善，可同時搭載多種通用任務(wù)載荷，集成全過程自動控制、視距鏈路、組合導航等技術(shù)，具有配置簡單、操控方便、可靠性高、維修保障要求低和使用壽命長等特點，應用于應急測繪、航空測繪、地理國情監(jiān)測以及重大自然災害應急監(jiān)測等領(lǐng)域。

航空測繪

針對某水電站建設(shè)需求，某型無人機執(zhí)行了航空測繪任務(wù)，實現(xiàn)了國內(nèi)號稱“死亡峽谷”的航空測繪。經(jīng)過4架次飛行，總航程約5000km，飛行時間共40h，獲得原始影像圖3萬多張，完成峽谷500km2的測繪飛行任務(wù)。整個飛行任務(wù)克服了峽谷紊流等復雜氣象條件和地理環(huán)境，在測繪區(qū)中，無人機全程在峽谷飛行，經(jīng)過的區(qū)域最窄不足2km，創(chuàng)下大型無人機在峽谷飛行的先河。

國土資源遙感

為承擔國家某重點項目，某型無人機成功實現(xiàn)雙任務(wù)載荷飛行。同時，創(chuàng)新利用無人機綜合遙感載荷飛行技術(shù)，實現(xiàn)了民用遙感規(guī)模性應用的突破。

地理國情監(jiān)測

利用某型無人機開展大面積地理國情監(jiān)測,獲取分辨率為0.05～0.5m的真彩色影像；三維激光點云數(shù)據(jù)密度為每平方米1～1.8個；超高清視頻數(shù)據(jù)及紅外熱成像數(shù)據(jù)。

地質(zhì)災害應急救援演練

某型無人機參加某地質(zhì)災害應急處置演練，將應急救援現(xiàn)場情況實時回傳到指揮部及省政府指揮大廳，對應急測繪系統(tǒng)進行了實戰(zhàn)演練。本次演練，無人機飛行需實現(xiàn)異地飛行技術(shù)保障、災情影像數(shù)據(jù)異地處理和多地同步顯示。

突破局限，展望未來

民用無人機未來發(fā)展的重點在于無人機空域資源和安全問題。首先，當民用無人機價格出現(xiàn)大幅下降之后，普通小型民用無人機更易被用作監(jiān)視工具，國家和公民的安全無法得到保證。出于安全和隱私等方面的考慮，世界各國至今仍未完全開放低空空域；其次，有些無人機仍不具備感知與規(guī)避能力，飛行安全性有待提高。在空域管理層面，如何將無人機融入有人機空域，各國均面臨巨大挑戰(zhàn)。由于各國均制定了限制民用無人機運行的政策，必然會阻礙民用無人機的發(fā)展。但從民用無人機適航審定進程看，各國無人機適航審定工作均得到本國相關(guān)部門的積極支持。未來，民用無人機的發(fā)展將不再局限于技術(shù)和設(shè)備的改進，構(gòu)建民用無人機管理體系以及完善管理政策，才是推動民用無人機普及的重要因素之一。