基于无线电技术的民用无人机侦测与管控方法在监所环境的探究
Computer Science and Application 计算机科学与应用, 2018, 8(9), 1407-1415
Published Online September 2018 in Hans. https://www.360docs.net/doc/d41274419.html,/journal/csa
https://https://www.360docs.net/doc/d41274419.html,/10.12677/csa.2018.89153
Research on Detection and Control Method of Civilian UAV Based on Radio Technology in Prison Environment
Zhifang Wang, Xiaofang Zhou, Congyu Xu
Third Research Institute of Ministry of Public Security, Shanghai
Received: Aug. 26th, 2018; accepted: Sep. 7th, 2018; published: Sep. 14th, 2018
Abstract
With the widespread application of UAVs and the further expansion of the global UAV market, the potential of the civil UAV market is enormous. It will be extended to a wider range of areas, but it also brings serious security risks, such as airway safety, social order, large-scale assembly, sports events and other interference factors. Especially in recent years, the potential safety hazards caused by UAVs in prisons have attracted wide attention. Based on the radio signals used by civil UAVs, this paper analyzes the data, picture and satellite navigation signals of civil UAVs, and uses radio technology to extract the spectrum features of UAVs signals to discover UAVs, and uses radio direction finding or TDOA positioning technology to locate UAVs. This paper discusses the use of radio blocking technology and navigation signal guidance technology to control UAVs.
Keywords
Radio Technology, UAV Detection, UAV Control, Radio Direction Finding, TDOA
基于无线电技术的民用无人机侦测与管控方法在监所环境的探究
王智芳，周晓芳，徐从宇
公安部第三研究所，上海
收稿日期：2018年8月26日；录用日期：2018年9月7日；发布日期：2018年9月14日
王智芳 等
摘 要
随着无人机广泛应用，全球无人机市场规模的进一步扩大，民用无人机市场潜力巨大，必将向更广阔的领域推广，但同时也带来了严重的安全隐患，如空中航道安全、社会秩序、大型集会、体育赛事等带来了多种干扰因素。尤其是近年来，无人机在监所方面所引起的安全隐患更是引起了广泛的关注。本文从民用无人机所使用的无线电信号出发，分析民用无人机的数传信号，图传信号，卫星导航信号等，利用无线电技术实现无人机信号频谱特征提取达到发现无人机的目的，利用无线电测向或TDOA 定位技术实现无人机的定位。探讨使用无线电阻塞技术，导航信号诱导技术对无人机的管控。
关键词
无线电技术，无人机侦测，无人机管控，无线电测向，TDOA
Copyright ? 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.360docs.net/doc/d41274419.html,/licenses/by/4.0/
1. 民用无人机的应用及存在的隐患
随着科技的发展进步，无人机及配套载荷的成本降低，无人机广泛应用在警用、国土资源、能源、商业、农业、医疗、防灾救护、视频拍摄等诸多领域。如在警用领域，民用无人机可用于突发事件、重大活动、森林防火、人流控制、交通监管等；在能源领域，民用无人机可用于电力巡线、石油管道巡线、天然气管道巡线等；在国土资源领域，民用无人机可用于城镇规划、铁路建设、考古调查、矿产开发等；在商用领域，民用无人机可用于新闻采访、商业宣传、电影制作、物流配送等[1]。
据美国权威研究机构BI Intelligence 最新报道，2015年到2020年期间，轻微型无人机市场年增长率预计将达到19%，美《航空与太空技术周刊》刊登的分析报告也显示，未来十年，全球无人机市场规模将达到673亿美元[2]。可见民用无人机市场潜力巨大，必将向更广阔的领域推广，但同时也会带来严重的安全隐患。在国家安全方面，不法分子会利用无人机侦察军事设施、敏感地区，或将无人机改造成新式袭击的武器。据统计，1995年至2017年，全球针对政要的疑似无人机携带炸药、生化武器的袭击达几百起。在空中航道安全方面，民用无人机违规在机场周边、航线禁区飞行，不仅存在碰撞的危险，其发射的无线电信号也会对民航飞行安全构成严重威胁。在社会秩序方面，无人机在人口密集区飞行，一旦发生坠机，会对群众生命财产安全造成危害，同时，无人机也会对大型集会、体育赛事等公众活动的顺利开展带来多种干扰因素，再次，先进的无人机也被犯罪分子用来将毒品、武器、手机，甚至色情刊物偷运进监狱。因此，在民用无人机给社会发展带来极大便利的同时，做好监管工作也是维护社会稳定、确保公共安全的现实需要。
2. 民用无人机使用的无线电信号概述
民用无人机，在遥控飞行模式或者轨迹飞行模式下，均离不开无线电信号的存在。如图1所示，无人机使用到的无线电信号主要有数传信号、图传信号、卫星导航信号和其他数据信号等。
2.1. 民用无人机使用的数传信号
数传信号是无人机在遥控器远程控制模式下，遥控器与无人机建立的指挥与控制链路所使用的无线
Open Access
王智芳等
电信号。一般情况下，该链路为双向链路，上行链路遥控器向无人机传输指挥与控制指令等数据，下行链路无人机将相关的飞行信息，如航迹信息、飞行高度、续航电量等数据回传至地面控制站供驾驶员及时掌握。在近距离遥控飞行中，驾驶员在目视视距内进行操作，无人机可以不向遥控器传输相关飞行信息，但上行链路遥控器必须向无人机发送指挥与控制指令。目前我国市场上90%以上的民用无人机指挥与控制链路都工作在免执照的ISM频段，常用的技术制式有跳频扩频(FHSS)、直接序列扩频(DSSS)、WiFi、蓝牙等，其中最常见的是在2.4 GHz/5.8 G频段的DSSS/FHSS或WiFi信号。图2给出了这种信号的频谱特征，从上方的频谱图可以看出信号的实时频谱。
由于2.4 G，5.8 G是ISM开发波段无需授权、全球通用，此波段有WIFI、蓝牙、zigbee等各类设备，目前该波段信号拥挤和环境恶劣，为了保障无人机数传信号，基本上采用抗干扰能力强的扩频通信技术，也就是DSSS/FHSS混合双扩频方式，如图3所示。
Figure 1. Radio signals used by civilian UAVs
图1. 民用无人机使用的无线电信号
Figure 2. Data transmission of civilian UAV in 2.4 G band
图2. 在2.4 G频段中的民用无人机数传信号
王智芳等
Figure 3. DSSS/FHSS mixed double spread spectrum block diagram
图3. DSSS/FHSS混合双扩频方框图
如图4所示，直接序列扩频(DSSS)不仅抗干扰且由于功率谱密度低，对其他设备干扰小，同频容纳多个设备通信，增加了通信设备数量，对遥控器而言可以允许更多人同时同场地使用。跳频扩频(FHSS)，通过不停的改变载波使载波均匀布满整个波段来实现频谱扩展。直扩(DSSS)抗干扰，一旦遇到某个强功率谱信道依然会造成解码失败。跳扩(FHSS)不能抗干扰但可以避干扰，将两者结合构成混合扩频技术可实现最佳抗干扰。
2.2. 民用无人机使用的图传信号
2.2.1. 无人机图传信号概述
无人机图传目前主流采用数字图传技术和模拟信号传输技术。模拟图传具有价格低廉、没有延迟、工作距离远的优点。具有易受同频干扰，画质差等缺点。数字图传技术有OFDM技术、WiFi技术等，通过2.4 G或5.8 G的数字信号进行视频传输。具有抗干扰性强，图像质量高、可靠性高等优点，具有图像延迟的缺点。
图5给出了一种常见的模拟图传信号频谱特征，可以看到该图传信号中心频率为5.8 GHz。同时，较为常见的图传信号还分布在328 MHz~334 MHz、1200 MHz频段、2400 MHz频段等。
2.2.2. 图传信号通信体制分析
●OFDM、COFDM调制技术，如DJI Lightbridge高清图传技术
OFDM正交频分复用技术是多载波调制的一种，该技术更适合于高速数据的传输，OFDM有很多优势，比如在窄带带宽下也能够发出大量的数据、能够对抗频率选择性衰落或窄带干扰等等。OFDM也有缺点：载波频率偏移、对相位噪声和载波频偏十分敏感、峰均比比较高等[3]。
●WiFi图传技术
WiFi传输是具有高性价比的无人机图传使用最广泛的技术，但是因为WiFi在技术上有很多限定，且不可修改的，并且很多厂家都是拿来方案直接搭建，所以其缺点也十分突出：比如芯片设计成什么格式就是什么格式的，无法修改，技术比较固化；干扰管理策略实时性不强；信道利用率比较低等等。WiFi 传输还有跟物理层的衔接不紧密的缺点，导致反应不迅速，传输时延较大，最多有秒级的时延。
2.3. 民用无人机使用的卫星导航信号
民用无人机在飞行过程中，会利用卫星导航信号实时确定自身位置，从而实现回传位置状态、调整飞行方向等功能，因此在预设路径飞行模式下，无人机可以预先按照设计好的位置信息进行自主导航飞行，可做到不需要任何遥控操作。在遥控操作模式下，如果指挥与控制链路信号出现异常中断，无人机也可以利用卫星导航信号，启动失效保护模式，自主控制飞行，返回起飞地点或就地降落，确保无人机及周边环境安全。目前绝大多数的无人机都已配备基于美国GPS全球定位系统、俄罗斯GLONASS系统和中国北斗卫星导航系统三模一体的导航模块，以提高定位精度和抗干扰能力。
王智芳等
Figure 4. FHSS and DSSS brief introduction
图4. FHSS与DSSS简介
Figure 5. Signal transmission for civilian UAV in 5.8 G band
图5. 在5.8 G频段中民用无人机图传信号
无人机利用导航信号实现以下功能：
?确定自身位置信息，并回传位置状态；
?调整飞行方向；
?预设路径模式下，自主导航飞行；
?遥控操作模式下，启动失效保护模式。
2.4. 民用无人机使用的其他数据信号
随着“民用无人机行业应用”模式的广泛应用，当无人机用于测绘、遥感等特定工作时，还会向地面发射特定的测试数据信号，此类信号与无人机自身飞行无关，根据不同的行业应用有不同的信号特点。
3. 基于无线电技术的无人机发现、定位
如图6所示，基于无线电技术的无人机发现、定位可分为三个步骤：
第一步，利用无人机数传信号与图传信号，提取无人机频谱的特征，建立无人机的特征库，实现对无人机的发现；
第二步，利用无线电技术，如无线电监测测向技术、TDOA定位技术，实现对无人机的定位；
王智芳等
第三步，利用无线电信道阻塞技术，阻断无人机的遥控及图传信号，使无人机迫降或者返航，利用导航诱导技术，达到接管、控制其无人机飞行的目的，实现对无人机的管控。
3.1. 基于无线电技术的无人机发现
如图7所示，基于无线电技术的无人机发现过程如下：
1) 无人机频谱特提取、建立无人机特征库：利用无人机数传信号与图传信号的频谱特征，可以使用
无线电技术对一定范围内的无人机进行侦测发现。随着信号处理软硬件能力的飞速提升，目前技术手段已可以做到通过采集分析信号的频率、带宽、调制方式、符号率、跳变参数等数据，对信号进行特征识别，从而得出所采集频段范围内的无人机信号。
2) 建立频率模板：通过提前对指定区域的电磁环境进行监测来形成频率模板，对于获得使用授权的
无人机，可通过开机建立通信链路的方式，使系统完成对其信号的采集分析和识别，将其信息添加至频率模板中。当有与频率模板特征不符的新增信号出现时，系统会对该信号进行分离与采集，然后进行信号处理与分析，如结果与无人机信号特征吻合，便可以快速作出预警警告。通过这种方式，最快可以在无人机开机起飞前侦测发现，将可能存在的隐患降到最低。
3) 信号解调：对于存在图传链路的无人机，还可通过对未加密图传信号的解调，从而观察到无人机
实时传输的图像信息，协助识别无人机用户信息。
3.2. 基于无线电技术的无人机定位
3.2.1. 无线电监测测向技术
无线电测向是依据电磁波传播特性，使用仪器设备测定无线电波来波方向的过程。测定“来波方向”，是指测向机所在地实在的电磁环境中电波达到的方向，无线电测向，通常的最终目的是要确定“辐射源的方向”和“辐射源的具体位置”[4]。
无人机测向技术是利用阵列测向天线对无人机信号进行测向。监测系统一般由3D测向天线、实时频谱仪和监测软件组成。3D测向天线接收实时测量无人机电磁发射的信号方向，从而侦测入侵的未知无人机。
Figure 6. Radio based UAV discovery and location steps
图6. 基于无线电技术的无人机发现、定位步骤
Figure 7. UAV discovery process based on radio technology
图7. 基于无线电技术的无人机发现过程
王智芳 等
如图8所示，3D 测向天线由8~64个阵列组成，频率范围(9 kHz~40 GHz)，提供高性能实时信号监测和测向，以及关键区域频谱信息。
3.2.2. TDOA 定位技术
TDOA 是一种利用时间差进行定位的方法，通过测量信号到达监测站的时间，可以确定信号源的距离。利用信号源到多个无线电监测站的距离(以无线电监测站为中心，距离为半径做圆)，就能确定信号的位置。通过比较信号到达多个监测站的时间差，就能做出以监测站为焦点、距离差为长轴的双曲线，双曲线的交点就是信号的位置。
TDOA 是基于多站点的定位系统，因此要对信号进行定位必须有至少3个以上的监测站同时测量，如图9。而每个监测站的组成则相对比较简单，主要包括接收机，天线和时间同步模块。
TDOA 具有以下优点：
● TDOA 不存在相位模糊的问题，因此测向基线可以不受限制。传统的测向方法需要通过相位来计算方向角，而相位测量存在2π周期的不确定性，所以往往利用天线基线小于信号波长的方法来避免2π周期的回绕。但是高频信号的波长短，使得测试天线的距离较近，容易产生信号耦合，使得测量产生误差。而每个TDOA 监测站只需一个天线，从根本上解决信号耦合问题。
● TDOA 系统复杂度低。对于TDOA 监测站，只需配置监测天线和接收机即可，对于天线的要求不高，即便不同的监测点用不同的天线也没有关系。而测向天线本身就是一组天线组成的天线阵列，并且阵列中各个天线的性能尽可能保持一致，否则会对测向的精确度带来影响，从而使系统成本较高，不利于广泛开展监测。
● TDOA 系统定位的精度较高。对于TDOA 监测站而言其定位精度取决于时间测量的准确度。通过优化后的算法，时间差的计算误差在100 ns 量级，从定位的准确度来说大约是30 m 。
Figure 8. 3D direction finding antenna
图8. 3D 测向天线
Figure 9. TDOA positioning technology
图9. TDOA 定位技术
王智芳等
3.3. 基于无线电技术的无人机管控
3.3.1. 利用无线电阻塞技术
在完成发现及定位后，用无线电技术手段进行应对的关键点在于切断遥控器与无人机的通信链路，迫使无人机进入失效保护模式，从而自主返回起飞点或就地降落。在此过程中有种暴力的无线电管控手段，即以大功率信号为能量源，向目标发射设备，暴力阻断无人机的飞行，此方法由于对周边环境污染过大，不建议推广应用，仅在特殊场景中授权使用。从绿色环保的角度可针对目标信号本身特征，利用软件无线电技术产生有针对性的目标信号，从而实现小功率、精准的绿色手段。对于固定频点的传输信号，使用传统手段在相同频点释放干扰信号进行技术性阻断即可。对于FHSS/DSSS信号，由于其每一个单独时隙的信号都包含了完整的控制信息，可结合识别的信号特征和跳频参数，对每一个时隙相对应的频点分别进行阻断，这样可以减小设备功耗，更为重要的是不会对其他无线电设备产生干扰，如ISM频段内大量存在的WiFi、蓝牙等。如果无人机处于预设路径飞行模式，无人机理论上可以做到与地面遥控站不进行任何形式的数据传输，仅依靠卫星导航信号飞往预设地点，因此只能对无人机接收到的卫星导航信号进行技术性阻断，特别要强调的是，这种情况下应选用方向性强的定向天线，以尽量减少对其他设备卫星导航装置的影响。
3.3.2. 利用无线电导航信号诱导技术
在特定授权情况下，针对卫星导航信号，还可以采取导航定位诱导技术，通过对无人机释放预设卫星导航信号，迫使其偏离预定航线、飞往预设区域，从而达到接管、控制其飞行的目的，这也是实现无线电管控的重要技术手段。
4. 基于无线电技术的民用无人机侦测与管控系统
4.1. 系统组成
无人机侦测系统主要由方位侦测站、高度侦测站以及控制中心构成，如图10。部署单套方位侦测站可实现方位测量；部署2套方位侦测站可实现交汇定位；部署3套侦测站(2套方位侦测站和1套高度侦测站)可实现无人机交汇定位和高度测量。系统对外无电磁辐射，在电磁环境敏感区域，也能安全部署。
无人机侦测系统是通过探测无人机图传和遥控信号来实现对无人机的探测，采用了指纹识别技术、宽带快速测向技术、标准粒子估计算法、质心定位算法等多项先进的无线电频谱监测技术，系统以高达300 GHz/s的扫描速度进行数据采集，从复杂的频谱数据中对微弱的无人机信号参数信息进行提取、判别，
Figure 10. System composition
图10. 系统组成
王智芳等
自动输出信号频率、电平值等结果数据，并对该信号进行测向，再通过聚类算法综合判别进行取向。当联动多站时，可实现精准、连续交汇定位，绘制无人机飞行轨迹。另外，系统通过综合数据分析，能识别多架无人机。
4.2. 主要功能
1) 具有对无人机信号的快速自动侦测发现、识别、定位跟踪的功能；
2) 能测量目标无人机经纬度、高度等参数；
3) 具有无人机信号检测频谱显示功能；
4) 具有基于地理信息系统的飞行轨迹描绘及回放功能；
5) 可设置预警范围，对非法入侵无人机告警；
6) 多架无人机的多目标识别能力；
7) 可自动引导管制设备，对非法无人机强制返航或迫降。
4.3. 总结
该系统以无人机监测车为中心，设备体积小巧，架设方便，不仅能定位无人机，还可快速追踪定位无人机的操控者。系统界面既能直观地在地图上展示无人机飞行轨迹，也能实时显示信号频谱等特征数据，针对探测结果，必要时利用压制设备对非法无人机进行处置。
5. 结束语
民用无人机凭借其成本较低、灵活机动、覆盖面广的特点，在诸多行业应用广泛，迅速发展，同时也带来了一定安全隐患。本文通过分析我国民用无人机管控现状，从无线电技术角度出发，结合实测数据，逐一分析了民用无人机使用过程中所用到的四大类无线电信号特征，包括其涉及频段、调制方式、频谱特征等技术特点。在此基础上加以利用，提出了使用无线电信号处理技术对无人机进行侦测发现、使用测向或TDOA定位方法对操作员或无人机进行精确定位、使用技术性阻断方式对无人机通信链路或卫星导航信号进行针对性干扰的软介入方法，从而实现对民用无人机的无线电管控，形成了一套基于无线电技术的民用无人机侦测与管控系统，使无线电技术在民用无人机管控中发挥积极的促进作用。
基金项目
十三五国家重点研发计划“公共安全风险防控与应急技术装备”重点专项“重要场所安全保卫关键技术研究”的“暴狱、脱逃行为检测技术与应用示范”课题(课题编号：2016YFC0800405)。
参考文献
[1]中国民用航空局飞行标准司. 轻小无人机运行规定(试行) [Z]. 2015-12-29.
[2]石红梅. 国外无人机监管及反制技术最新发展概况[J]. 环球安防, 2016(4): 100-105.
[3]何煦. 对低空小型无人机的对抗方法研究[J]. 中国新通信, 2016(15): 147-149.
[4]Zhou, Y.Z. (2016) Coexistence Analysis of Civil Unmanned Aircraft Systems at Low Altitudes. Frequenz, 70, 539-546.
知网检索的两种方式：
1. 打开知网页面https://www.360docs.net/doc/d41274419.html,/kns/brief/result.aspx?dbPrefix=WWJD
下拉列表框选择：[ISSN]，输入期刊ISSN：2161-8801，即可查询2. 打开知网首页https://www.360docs.net/doc/d41274419.html,/
左侧“国际文献总库”进入，输入文章标题，即可查询
投稿请点击：https://www.360docs.net/doc/d41274419.html,/Submission.aspx
期刊邮箱：csa@https://www.360docs.net/doc/d41274419.html,
植保无人机操作综合考试1
植保无人机综合考试（一） 一、单选题 1. 四旋翼无人机能飞起来是因为（） A. 无人机本来就比空气飞轻 B.因为风将无人机吹到空中 B. 四个螺旋桨旋转产生的升力大于无人机重力 C. 四个螺旋桨旋转使无人机重力消失 2. P20 植保无人机飞行作业的效率，是人工植保的多少倍？（） A. 60至80倍 B.10至20倍 C.7倍 D.90至100倍 3. 喷洒的药物雾化效果越好，作物的吸收效果也越好。P 系列农业无人机的离心雾化喷头能把药粒雾化到多少微米？ A. 150-550 微米 B.85-550 微米 C.100-600 微米 D.200-600 微米 4. 出于人员安全考虑，作业地块应处于以下哪种状态？（） A. 作业时，刚作业过的航线区域考研有人 B. 当作业高度比人高 1 米时，作业区域可以有人 C. 作业区域不能有人 D. 无人机起飞时，刚作业过的航线区域可以有人 5. 智能电池充电完成后会有什么提示？（） A. 无提示 B.五颗绿灯闪烁并伴有声音提示 C.五颗绿灯常亮并伴有声音提示 D. 五颗绿灯闪烁 6. 农业无人机植保作业过程中，小白发现“极飞农业”APP 出现电池电量低的警告（当电量《=30%时），但此次航线作业还未完成，建议小白（） A. 以防止智能电池过度放电为原则，安全返航更换电池 B. 以完成作业为第一目的，智能电池可以过度放电一两次 C. 以完成作业为第一目的，即使智能电池过度放电也无所谓 D. 只要无人机不会掉下无需理会智能电池的电量 7. 灌药机校准步骤可简要归纳为（） A. 先满药箱校准再空药箱校准 B. 先空药箱校准再满药箱校准 C. 空、满药箱只需校准一个即可 D. 空、满药箱校准满药先后顺序 8. 灌药机与药箱连接插孔需保持清洁，否则灌药过程中可能会导致什么情况？（） A. 灌药机显示异常 B.无影响 C.漏药 D.灌药量出错
轻小型民用无人机系统运行管理暂行规定(征求意见稿)
中国民用航空局飞行标准司 编号：AC-91-FS-2015-XX 咨询通告下发日期：2015年XX月XX日 编制部门：FS
目录 1.目的 (3) 2.适用范围及分类 (3) 3.定义 (4) 4.民用无人机机长的职责和权限 (7) 5.民用无人机驾驶员 (8) 6.民用无人机使用说明书 (8) 7.禁止粗心或鲁莽的操作 (8) 8.摄入酒精和药物的限制 (8) 9.飞行前准备 (9) 10.限制区域 (9) 11.视距内运行（VLOS） (10) 12.视距外运行（BVLOS） (10) 13.民用无人机运行的仪表、设备和标识要求 (11) 14.管理方式 (11) 15.无人机云提供商须具备的条件 (13) 16.植保无人机运行要求 (14) 17.无人飞艇运行要求 (16) 18.废止和生效 (16)
1.目的 近年来，民用无人机的生产和应用在国内外蓬勃发展，特别是低空、慢速、轻小型无人机数量快速增加,占到民用无人机的绝大多数。为了规范轻小型民用无人机的运行，依据CCAR-91部，发布本咨询通告。 2.适用范围及分类 本咨询通告适用于轻小型民用无人机运行管理。其涵盖范围包括： 2.1空机重量小于等于116千克、起飞全重小于150千克的无人机，且动能不大于95千焦，校正空速不超过100千米每小时； 2.2植保类无人机； 2.3充气体积在4600立方米以下的无人飞艇； 2.4本咨询通告适用于除I类以外的所有轻小型无人机，某些特定条款中仅适用于特定类别无人机的内容将在条款中另行说明。 2.5 轻小型无人机运行管理分类：
空机重量（千克）0-11-7 7-15 15-116 起飞全重（千克）0-1.5 1.5-15 15-25 25-150 分类 I II III IV 植保无人机V 无人飞艇VI 超视距运行I、II类无人机VII 注①：当按照空机重量和起飞全重分类不同时，优先按空机重量分类。 注②：VII类无人机，不包括100米以内超视距运行。 注③：地方政府对于I、VII类无人机重量另有规定的，以地方政府的具体要求为准。 3.定义 3.1无人机（UA: Unmanned Aircraft）,是一架由控制站管理（包括远程操纵或自主飞行）的航空器，也称远程驾驶航空器（RPA: Remotely Piloted Aircraft）。 3.2无人机系统（UAS： Unmanned Aircraft System）,也称远程驾驶航空器系统（RPAS: Remotely Piloted Aircraft Systems）,是指由无人机、相关控制站、所需的指令与控制数据链路以及批准的型号设计规定的任何其他部件组成的系统。 3.3无人机系统驾驶员，由运营人指派对无人机的运行负有必不可少职责并在飞行期间适时操纵无人机的人。
关于无人机的论文综合
前言： 无人机(缩写为UAV)又称“空中机器人”是一种动力驱动、机上无人驾驶、可重复使用的航空器。它大体上是由无人机载体、地面站设备(无线电控制、任务控制、发射回收等起降装置)以及有效负荷三部分组成的。根据无人机的结构、飞行时间、飞行距离或执行任务的性质等特点我们可以把它划分成不同种类。从总体结构来看,无人机有固定翼、垂直旋翼、倾斜旋翼、旋翼/固定翼之分;根据活动半径和续航时间,无人机可大体分为近程、短程、中程和远程四类;根据用途,我们又可以把无人机分为军用和民用两大类。无人机是1917年由英国首先研制成功的。虽然它问世已久,但直到上世纪50年代才得到了真正的发展。 国内外无人机发展现状： 国内无人机近几年来发展比较快，民企也多通过第三届尖兵之翼就可以看出国内现在发展无人机的趋势越来越好。而除军事用途外，由于无人机成本相对较低、无人员伤亡风险、生存能力强、机动性能好、使用方便等的优势，使得无人机在航空拍照、地质测量、高压输电线路巡视、油田管路检查、高速公路管理、森林防火巡查、毒气勘察、缉毒和应急救援、救护等民用领域应用前景极为广阔。正是因为看到未来无人机的民用市场潜力巨大，除一些科研院所外，民营企业也开始介入无人机市场。目前粗略估计全国约有170多家单位在生产无人机。“就低端产品而言，一套无人机系统的生产成本有可能不超过几十万元，这也是中国有众多厂家看重无人机市场前景的一个原因。我国无人机当前只具备侦查能力，无人机并不被现代战争看好，机器造价昂贵，战场灵敏度低，极易被敌人
捕捉，无法防御最新的电磁干扰等种种弊端，即便是美国也无能力大规模生产。 国外近年来，无人机在民用方面的应用越来越多，各国在无人机的民用方面逐渐开放。无人机已经广泛应用于公共安全、应急搜救、农林、环保、交通、通信、气象、影视航拍等多领域。在过去几年，英国已经向130多家企业和政府机构颁发许可，美国签发了1400多份许可。毫无疑问，随着技术的更新和发展，民用无人机将迎来井喷式的发展，应用前景十分广阔。 国际无人机标杆国家极其发展情况如下： 美国： 美国作为全球第一军事强国，无人机的种类和数量都居全球第一，美国无人机的发展方向代表了世界无人机的发展趋势。为了指导和规划美国无人机的发展，美国国防部相继于2000，2002，2005和2007年公开发表了4个官方文件：《2000~2025年美国无人机路线图》，《2002～2027年美国无人机路线图》，《200～2030年美国无人机系统路线图》、《2007～2032年美国无人系统路线图》。前3个路线图分别给出了自主控制等级发展趋势图，对无人机自主控制级别( Autonomous control level，ACI ) 都采用了相同的提法，把自主控制的级别划分为了10级，对自主控制等级的衡量标准中包括故障诊断能力、航线规划能力、机群协同能力、机群战术规划能力、分布式控制、机群战略目标等内荣。并对当前有代表性的、在研究的和未来规划的无人机系统如Pioneer，Global Hawk，X-45，AFRI Goal和ONR Goal等的ACI都进行了较明确的定义。ACI己经开始作为一种标准用来衡量无人机的自主性提高ACI是美国无人机发展的趋势之一。美国国家航空航天局(NASA)新成立了一个无人机应用中心，专门开展无人机的各种民用：研究，它同美国海洋与大气局(NOAA)合作利用无人机进行天气
AC-61-20民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定
中国民用航空局飞行标准司 编号：AC-61-FS-2013-20 咨询通告下发日期：2013年 11月18日 编制部门：FS 批准人：万向东民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定 1、目的 近年来随着技术进步，民用无人驾驶航空器（也称遥控驾驶航空器，以下简称无人机）的生产和应用在国内外得到了蓬勃发展，其遥控驾驶人员的种类和数量也在快速增加。面对这样的情况，局方有必要在不妨碍民用无人机多元发展的前提下，加强对民用无人机驾驶人员的规范管理，促进民用无人机产业的健康发展。 由于民用无人机在全球范围的发展速度非常快，国际民航组织已经开始为无人机及其相关系统制定标准和建议措施（SARPs）、空中航行服务程序（PANS）和指导材料的任务。这些标准和建议措施预计将在未来几年成熟，因此多个国家推出了临时性管理规定。鉴于此，本咨询通告也属于临时性管理规定，针对目前出现的无人机及其系统的驾驶员实施指导性管理，并将根据行业发展情况随时修订，最终目的是按照国际民航组织的标准
建立我国完善的民用无人机驾驶员监管措施。 2、适用范围 本咨询通告用于民用无人机系统驾驶人员的资质管理。其涵盖范围包括但不限于： （1）无机载驾驶人员的航空器； （2）有机载驾驶人员的航空器，但该航空器可由地面人员或母机人员实施完全飞行控制。 3、法规解释 无论驾驶员是否位于地面或航空器上，无人机系统和驾驶员必须符合民航法规在相应章节中的要求。由于无人机系统中可能没有机载驾驶员，原有法规有关驾驶员部分章节已不能适用，本文件对相关内容进行说明。 4、定义 本咨询通告使用的术语定义： （1）无人驾驶航空器（UA： Unmanned Aircraft），是一架由遥控站管理（包括远程操纵或自主飞行）的航空器，也称遥控驾驶航空器（RPA：Remotely Piloted Aircraft）。 （2）无人机系统（UAS： Unmanned Aircraft System），也称无人驾驶航空器系统（RPAS： Remotely Piloted Aircraft Systems），是指一架无人机、相关的遥控站、所需的指令与控制
无人机系统建设方案(初稿)--李仁伟--2018.09.21
监管场所无人机系统 建设方案 北京创羿兴晟科技发展有限公司 2018.9
目录 目录 目录 (1) 一、概述 (2) 1.1、背景 (2) 1.2、应用 (2) 1.3、方案依据标准规范 (3) 二、系统介绍 (5) 2.1、系统功能 (5) 2.2、功能及产品介绍 (5) 2.2.1、六旋翼无人机主机 (5) 2.2.2、航拍摄像 (12) 2.2.3、空中抛投 (25) 2.2.4、通信中继..................................... 错误！未定义书签。 2.3、无人机综合管控指挥平台 (29) 2.3.1、平台内容 (30) 2.3.2、软件架构 (31) 2.3.3、通信架构 (31) 2.3.4、客户端界面 (32)
一、概述 1.1、背景 无人机产业发展至今，已经成长为了一个完整的体系，在这个体系之下，无人机从功能上细分到了各个领域，除了航拍、植保等功用之外，无人机也在勘察、安检等领域拥有不错的发挥，其中安全巡逻无人机已经成为无人机市场中的一匹迅速崛起的黑马，并且还在不断地快速成长。运用高科技手段对监狱工作提供技术支持已刻不容缓。作为高度戒备监狱，监狱押犯规模大、在押罪犯刑期长、犯群结构复杂，为积极整合资源、推动高新技术应用、完善综合保障机制、增强突发事件应对能力。 无人机可完成包括巡航、实时监控、取证拍摄等一体化飞行及监控任务，并能将高清视频或高像素照片实时传输到执法终端。今后，它不仅会用于监管设施及周边区域的隐患排查，维护监管安全，为监狱指挥中心作出实时部署提供第一手资料；它还对开展隐蔽督察、视频督察、掌握狱情灾情和处置突发事件发挥重要作用。
无人机森林智能巡护管理系统介绍
前言 森林是人类社会极其重要的自然资源，是人类生存与发展的基础。保护好森林资源是人类自 身发展的需要。森林是陆地上最为重要的生态系统，能够防止风沙、净化空气、气候条件、 涵养水源、保持水土、维持大气平衡，保护着地球的生态平衡，是国家及其重要的资源。保 护森林资源，改善生态环境，是生态建设的主要目标，也是林业建设的一项重要内容，然而 林业经常存在火灾、病害、人为砍伐等隐患问题。 传统人工巡护方式，劳动强度大，效率低，且信息获取不准确，而卫星对森林资源的信息获取，由于获取周期长，时效性差，无法满足实时监控的需求。传统载人飞机改善了时效性差、人工巡护的问题，基本满足实时监测的需求，但在森林火灾等环境恶劣的环境下，飞行安全 将会受到严重威胁，且其受环境、空域等影响较大，维护成本较高，不能满足林业的日常化 管理。寻求一门新的高科技手段应用到森林资源监测、森林防火及林业执法中，已成为林业 管理的一项迫在眉睫、亟待解决的重大课题。 单位所遇到的问题： 对森林巡视工作的管理目标是能降低成本、提高工作效率以及管理水平。在目前阶段巡视工 作的主要管理难点有三个： ?个别林区分布原因，导致巡视工作难度大，巡视人员的巡视工作存在一定的危险性。 ?无法与现有巡护管理系统实现地上空中全方位监控管理。 ?现有无人机操作复杂，需要人员控制，巡视效果不佳。 为此我公司研发了一套针对于林业单位的《无人机智能巡护管理系统》，进而有效的利用无 人机，实现无人机自动巡航、悬停拍照等功能，为林业单位实现无人机巡护的智能化、人性 化管理。 建设目的 1. 与现有人工巡护方式结合，提高巡护工作效率，降低人工成本 2. 巡护区域无盲区，对管网工作实现全覆盖管理。 3. 实现实时环境监测，隐患快速上报。 4. 实现隐患点精准锁定，智能分析，报警推送。 5. 实现无人机自动巡护，自动取证，自动分析，自动上报，自动起返航。 6. 实现多架无人机协同巡护，低电量任务自动转移，保证巡护工作的顺利完成。 7. 构建大数据分析系统，实现多数据综合分析汇总表，为企业生产运营以及发展部署提供相 应的参考依据 工作原理描述 无人机智能巡护管理系统主要是利用无人机高清摄像头实现巡护现场的定点取证，现场监测 以及隐患分析等工作，与传统无人机不同的时，该系统的设计理念为全自动运行，定期给无 人机制定相应的巡护任务，无人机可实现自动起飞，自动返航，关键点自动取证环境自动等 功能，实现了真正的“无人操作”无人机。
无人机环境航测
无人机环境航测 近年来，从空中收集自然灾害和事故现场等信息的需求日益增加。特别是无人机，因其可以进入人难以到达的地域中去，作为安全、高效获取信息的手段而备受关注。无人机核辐射监测技术的最新发展及其发展趋势对我国监测体系建设的完善可以起到指导、借鉴的作用。 中文名：无人机核辐射监测 外文名：uav environmental monitoring 目录 简介 无人机遥感技术 无人机遥感技术 ·无人机遥感传感器 ·影像拼接技术 ·数据实时传输存储技术 无人机在环境监测领域的应用 ·无人机在水环境监测中的应用 ·无人机在大气环境环境监测中的应用 ·无人机在生态环境监测中的应用 前景展望与发展方向 ·加强小型化、轻型化且性能优异的机载环境监测设备研发 ·加强数据处理技术研究与软件开发，提高数据分析的精度和效率 ·提高数据链路传输能力 简介 环境监测是环境保护工作的“哨兵”和“耳目”，是环境管理的重要组成部分，是环境保护工作最为重要的基础性和前沿性工作，尤其是伴随着近些年来一系列环境灾害与环境事故的频发，环境监测技术的研究越来越引起国内外政府学者的重视。如何方便、快速、低成本的获取精确、可靠、及时的环境基础数据资料成为技术研究的重点和难点。 无人机遥感技术作为继传统航空、航天遥感之后的第三代遥感技术，可快速获取地理、资源、环境等空间遥感信息，完成遥感数据采集、处理和应用分析，同时具有机动、经济、安全等优点。 无人机遥感技术 无人机遥感技术是一个综合、系统的技术领域，其中的核心关键技术主要包括遥感传感器、影像拼接技术与数据实时传输存储技术3部分。
无人机遥感传感器 传感器是无人机遥感技术发展的重要基础设备之一。20世纪8O年代以来，随着计算机技术的发展以及无人机遥感技术在环保领域应用的不断深入，面向环境监测领域的传感器在数字化、轻型化、探测精度以及种类等方面都取得了巨大进展，极大的推动了无人机遥感技术在环境监测领域的应用，其主要表现在以下几个方面。 1. 航拍图像传感器：随着CCD和CMOS图像传感器的日渐成熟，数码相机的性能也不断提高，普通的数码相机的分辨率也已达到了1000万像素以上，高分辨率的数码相机成为无人机低空遥感系统主流的传感器件。在技术上，传感器不断向大面阵、多光谱、数字化方向发展，并取得了较多进展，进一步提高了航拍精度。 2. 机载环境监测传感器：随着环境监测仪器设备的不断发展，面向水环境和大气环境监测小型化、轻型化的各类机载专用监测仪器设备的研制成为一个新兴的领域。这方面的设备从工作模式上，主要包括基于二维面状航拍作业模式的光谱类设备（如热红外成像仪、轻型红外航扫仪、红外扫描仪、微波辐射计等）和基于泵吸式点状采样监测模式的机载气体监测设备（如粒子探测仪、差分吸收光谱探测系统、电化学类气体监测设备等）。 影像拼接技术 采用低空无人机遥感平台来快速获取研究区域的影像，影像分辨率提高的同时，单张影像的视野范围较小，难以形成大区域环境的整体认知。因此，为得到整个区域的全景影像，必须实现若干影像的匹配拼接。受飞行姿态稳定性、飞行区域特殊地形、数码相机等因素影响，无人机遥感图像往往具有旋转变形大、幅宽小、数量多、重叠图不规则、地面控制点难获取等特点，运用传统的航空摄影流程进行图像拼接相对难度较大，而且速度较慢，虽然有少数学者进行初步探索，但是在精度与效率方面仍有待于进一步探索。由于现阶段无人机主要应用于地质灾害、突发性环境污染事件等应急业务中，因此面向环境应急的无人机遥感图像的快速拼接处理技术研究相对较多，其采用流程主要是对已有影像进行配准后再几何纠正处理。 在环境应急监测领域，例如海上溢油污染事件发生时，大数据量图像的快速拼接技术在污染评估过程中有着重要的应用价值。尤其是无控制点或者粗略POS数据支持下的海量数据全自动快速拼接，如何有效提升拼接效率的同时，并保障一定的数据精度仍是当前的研究热点之一。 数据实时传输存储技术 无人机监测数据的实时传输是无人机遥感系统的重要组成部分，决定着系统的规模与水平。地面控制站与无人机之间数据传输是通过数据链实现的。除具有遥感监测数据传输的重要功能之外，数据链还肩负着遥控、遥测和跟踪定位的功能作用。早期无人机数据链大都采用分立体制，遥感监测数据传输与遥控、遥测和跟踪定位用各自独立的信道，设备复杂。20世纪80年代后,为了简化设备或节省频谱，开始采用多功能合一的综合信道体制，目前常用的信道综合体制是“三合一”和“四合一”综合信道体制。所谓“三合一”综合信道体制是跟踪定位、遥测、遥控的统一载波体制，而遥感监测信息使用单独的下行通道，“四合一”综合信道体制则是指遥感监测信息传输与跟踪定位、遥测、遥控采用统一的载波体制。 除信道综合技术之外，数据的压缩、解压缩技术也是遥感监测信息传输的关键技术之一。在无人机传感器视频信息传输方面，从20世纪90年代起已开始应用图像数字传输技术，目前已在大部分无人机测控系统中使用。无人机动态图像压缩编码后，图像/遥测复合数据速率已减到最小为1～2Mb/s（例如美国的11544Mb/s，以色列的212Mb/s），对应的图像分辨率可达720×576。
无人机编程技术及智能系统设计
无人机编程技术及智能系统设计 1．无人机编程技术 1.1．无人机编程技术综述 无人机本身是个非常综合性的系统。就基本的核心的飞行控制部分来说，一般包括内环和外环。内环负责控制飞机的姿态，外环负责控制飞机在三维空间的运动轨迹。高端的无人机，依靠高精度的加速度计和激光陀螺等先进的传感器（现在流行的都是基于捷连惯导而不是平台式），计算维持飞机的姿态。低端的型号则用一些MEMS器件来做姿态估算。但它们的数学原理基本是相同的。具体的算法根据硬件平台的能力，可能采用离散余弦矩阵/四元数/双子样/多子样. 高端的无人机，AHRS/IMU采用的基本都是民航或者军用的著名产品。例如全球鹰的利顿LN-100G/LN-200等。这些系统价格昂贵但精密，内部往往是零锁激光陀螺之类。例如LN-100G的GPS-INS组合，即使丢失GPS，靠惯性器件漂移仍可以控制在120m/min。低端的无人机就没那么精密讲究了，一般都依赖GPS等定位系统来进行外环控制，内环用MEMS陀螺和加速度计进行姿态估算。 如果把无人机看成一个完整的系统，那么还需要很多其他支持，例如任务规划，地面跟踪等等.进行无人机编程，得看你具体是指哪方面。如果是飞控系统，你得需要比较扎实的数学知识，对各种矩阵运算/控制率什么的有深刻的了解。如果只是希望现有的带飞控的平台去做一些任务，那么需要根据具体的平台来考虑。有些平台提供了任务编辑器，甚至更灵活的任务脚本。 1.2．无人机编程模块分类： 模块分类最粗的分法就是两个模块，一个模块负责飞行，维持飞机航线和姿态，以及和地面控制的通信，另一个模块就是功能模块，因为无人机总是要完成一些任务，具有一定功能的，如果再细分的话飞行模块里还有姿态控制，航线控制，GPS定位，电源或者燃料的管理等等。功能那一部分就看无人机要完成的任务了。如果说编程的话任何一个部分都可以通过程序自动划实现的。 1.硬件接口编程：如控制器和各传感器之间 2.控制算法程序实现，控制姿态调整的算法，编队飞行的算法，自主飞行智能算法等等。这些算法需要在主控器上通过机器语言（程序）实现。 3.传感器数据处理。如陀螺仪的角速度，强磁计的偏航信息，加速度计
无人机城市可视化管理系统方案
无人机的城市可视化管理系统技术方案书
目录 1. 项目背景 ...................................... 错误!未定义书签。 2. 系统结构 ...................................... 错误!未定义书签。 硬件系统 ...................................... 错误!未定义书签。 巡检无人机................................ 错误!未定义书签。 软件系统 (6) 账户注册、登录............................ 错误!未定义书签。 3. 售后及运维 .................................... 错误!未定义书签。 4. 相关案例 ...................................... 错误!未定义书签。 5. 公司介绍 ...................................... 错误!未定义书签。
1.项目背景 随着城市管理精细化程度的提升，要求我们在城市日常管理中的方法不断推陈出新，探索新的高效的管理手段是大势所需。无人机作为一项空中视野的管理工具，在城市管理中有不可或缺的地位。无人机可以搭载采集数据所需的设备，在特殊情况下进行空中数据采集；其在采集过程中的图像和视频可以实时回传到管理中心，使得地面控制人员实时掌握信息，并根据掌握的信息控制和调整无人机的飞行状态和路径；无人机”在整治脏乱差、监督占道经营、流动设摊、高空违建、建筑工地管理、四位一体巡查河道等取证方面优势更明显，通过航拍，执法死角一览无遗，提高了市容环境综合整治效率。 但目前城市管理部门在无人机的使用上没有很好的管理过程，不论是采购的无人品牌型号不一，使用的能力高低不等，使用的模式和目标也没有统一的合理的规划，没有引入先进科技对无人机进行科学管控，导致无人机在城市管理上没有得到很好的利用。只有通过规范统一的进行无人机采购，使用培训，才能建立良好的无人机操控基础；引入先进技术，才能精准控制无人机进行作业；对功能模块进行标准配备，才能更科学地进行高效执行和集中管理。
无人机国土测绘实施方案
无人机国土测绘方案 (六视角科技) （编号：LSJ- 2019028 ） 编制：重庆市六视角科技服务有限责任公司 2019年12
目录 一. 国土测绘的任务目标分析 (一)国土测绘主要工作 (二)国土测绘工作的主要内容 (三)国土测绘工作的特点 二. 使用测绘无人机的国土测绘需求分析 (一)当前的测绘方法与手段 (二)测绘无人机的优势 (三)基于无人机三维倾斜摄影的实景三维测绘技术 三. 天空地一体化三维测绘方案 四. 飞行器与设备 五. 测绘需求协调项 六. 测绘前期准备 七. 任务实施 八. 成果分析提交
一.任务目标分析 (一)国土测绘主要工作 国土测绘的工作任务重、类别多，主要包括城镇规划调查、地图更新与完善、地质灾害应急测绘、矿产资源监管、不动产调查与登记、国土执法检查、建设用地批后监管、耕地保护、土地整理等。 (二)国土测绘工作的主要内容
(三)国土测绘工作的特点 国土测绘的工作量大，精准度要求高。 仅以1:500的地形测绘为例：需布设多个一级控制点，施测上百个RTK图根点，实施全野外测绘。2017年修订的《测绘标准体系》包括了6大类、36小类标准。仅1:500的地形测绘所以及的技术依据有《卫星定位城市测量技术规范》（CJJ/T 73-2010）、《城市测量规范》（CJJ 8-2010）、《测绘技术设计规定》（CH/T 1004-2005）、《测绘技术总结编写规定》（CH/T 1001-2005）、《测绘成果质量检查与验收》（GB/T 24356-2009）、《1:500、1:1000、1:2000地形图图式》（GB/T 20257.1-2007）、《国家三、四等水准测量规范》（GB/T 12898-2009）、补充规定等。 另外，地形测绘还需确定坐标系和高程基准、成图比例尺及地形图分幅、时间系统、主要精度指标、图根控制测量、RTK图根测量（平面）主要技术要求，地形图、地物、地貌的测绘，地形图的编辑等工作。 地物、地貌的测绘还涉及到居民地及建筑物、独立设施、交
无人机管理制度及运用
无人机管理制度及运用 一、无人机管理制度 为贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全方针，有序推 进安全生产标准化、管理精细化，弘扬“高标严管品质清廉”的精神。我分部购入大疆无人机1台，运用于安全质量环保、抢险救灾和形 象进度等方面的监测。依据中国民用航空局飞行标准司《轻小型民 用无人机系统运行暂行规定》征求意见稿，特制定本《制度》。 1、无人机纳入分部项管会管理，无人机使用和保管由分部安质部负责，其他人员使用需在安质部登记备案。 2、无人机操作员必须认真负责、不得粗心大意、不得盲目蛮干、以免危机他人的生命或财产安全。无人机操作员必须经过出售方的 培训并考核合格才能操作。 3、无人机操作员在酒后或受任何药物影响其工作能力时，严禁操作无人机，避免造成安全事件。 4、无人机起飞前操作员必须掌握天气情况、周边环境等，在风雨雪雾雷电等恶劣天气下严禁飞行，以免损坏。 5、在开阔的场地飞行：飞行时请远离建筑物、数木、高压线以及其它障碍物，同时远离水面、人群和动物。 6、在视距范围内飞行：请保持飞行器始终在视距范围内，避免飞到可能阻挡视线的物体后面造成损坏。 7、无人机与各类架空线路距离必须大于7m以上，无人机飞行 垂直高度距离路基顶面不得大于60m，无人机飞行水平宽度不得超 越青连铁路红线外30m，严禁在其它地方飞行。
8、本制度最终解释权归分部安质部，本制度不足之处在无人机使用过程中进行修订。 二、无人机性能简介 大疆PHANTOM 3 Advanced无人机由飞行器和遥控器组成。 飞行器起飞重量1280g，最大起飞速度5m/s，最大下降速度3m/s，最大水平飞行速度16m/s，最大飞行海拔高度6000m，最大平面控 制距离5000m，最大垂直飞行高度120m。 无人机机身展示 三、无人机在安全质量环保检查中的运用 运用无人机在安全质量检查中达到了“横向到边、纵向到底、全 方位无死角”的效果。在绿化工程和防护栅栏工程检查中发挥的作用 尤为突出，通过航拍能全方位的掌握施工现场存在的问题，并分析 影像资料、查找原因、以安全检查“四定”原则下发整改通知单，督 促现场积极整改，确保安全生产、质量合格。
无人机航测可行性分析及应用
无人机航测系统可行性分析 唐山市新地工程勘察设计有限公司一、无人机航测系统技术说明
随着我国经济的快速发展，对电力能源的需求日益增大，与之相应的电力工程建设的力度也在不断加强。目前我国的电网规模已经超过美国，居世界第一。已经建成东北、华北、华中、华东、西北和南方共六个跨省区电网，其中110KV以上的输电线路超过51.4万公里，而500KV输电线路已成为各大电网的主力。由于我国国土辽阔，地形复杂，平原少，丘陵及山区较多，气象条件复杂，对于特高压和跨区电网等大型工程的初期规划建设，到建成后的日常巡查维护，现有的常规测试和检查手段已不能满足其快速高效的要求。而随着自动控制技术、GPS定位导航技术、航空遥感测绘技术以及无线电通信等技术的发展，无人机的使用已从军事领域拓展到许多民用领域，如地形测绘、灾情监测、林业调查、农作物监测等。其中利用无人机航空摄影测量能够高效完成电力建设规划及巡查任务。 1. 无人机摄影测量技术概述 无人机(unmanned aerial vehicle)是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。近年来地理空间信息技术取得了飞速的发展，尤其是灵活机动、具有快速响应能力的轻小型航空，更是在最近几年迅速成长，成为航空遥感领域一个引人注目的亮点。 无人机航测技术体现了无人机与测绘的紧密结合同时也提供了更高效的测绘方式。经实验证明，无人机航测技术完全可以达到1:1000国家航空摄影测量规范的要求。 1.1无人机航测特点 由于航空遥感平台及传感器的限制，普通的航空摄影测量手段在获取小面积、大比例尺数据方面存在成本高、性价比差等问题。具有低成本和机动灵活等诸多优点的低空无人机遥感能在小区域内快速获取高质量遥感影像，是国家航空遥感监测体系的重要补充，是航空遥感的未来发展方向。在当今卫星遥感和普通航空遥感蓬勃发展的形势下，轻小型低空遥感是粗中细分辨率互补的立体监测体系中不可缺少的重要技术手段。 低空无人机遥感系统，作为卫星遥感与普通航空摄影不可缺少的补充，它有如下优点： ? 无人机可以超低空飞行，可在云下飞行航摄，弥补了卫星光学遥感和普通航空摄影经常受云层遮挡获取不到影像的缺陷； ? 由于低空接近目标，因此能以比卫星遥感和普通航摄低得多的代价得到更高分辨率的影像； ? 能实现适应地形和地物的导航与摄像控制，从而得到多角度、多建筑面的地面景物影像，用以支持构建城市三维景观模型，而不局限于卫星遥感与普通航摄的正射影像常规产品； ? 使用成本低，无人机体形小, 耗费低, 对操作员的培养周期相对较短。系统的保养和维修简便, 同时不用租赁起飞和停放场地，可以无需机场起降，因而灵活机动，适应性强，容易成为用户自主拥有的设备； ? 回避了飞行员人身安全的风险； ? 比起野外实测而言，无人机航测方法具有周期短、效率高、成本低等特点。对于面积较小的大比例尺地形测量任务(10-100平方公里)，受天气和空域管理的
无人机河流环境监测解决方案
无人机河流环境监测解决方案 由于内陆水体环境复杂、水域面积相对小且污染类型多样，对数据精度要求较高，因此目前无人机遥感技术在内陆水环境监测中的应用研究相对较少，主要是利用无人机环境遥感技术从宏观上观测水质状况，航拍制作分辨率为0.1m的实景图像数据进行监测，并实时追踪和监测突发环境污染事件的发展，而在海洋中应用技术相对较为成熟，监测指标主要涵盖了水温、赤潮、海上溢油、水深、藻华等，传感器包括照相机、多光谱成像仪、CCD摄影机、轻型红外航扫仪、激光测深仪、成像光谱仪、化学传感器等。 在环境调查中，对地理信息的需求通常有如下困难：大面积观测、多时相观测、复杂区域观测、所需数据成果的多样性。而无人机低空摄影测量技术的兴起，为环境调查尤其是长度较长、区域复杂的河流环境调查提供了极大的便利。 无人机航空摄影测量系统是由无人机技术、遥感与测量技术、计算机技术等共同发展而融合的新技术，通常由硬件（包括无人机、相机、计算机等）、软件（地面站控制软件、相片处理软件、影像应用软件等）和售后服务团队组成。无人机航空摄影测量相对于常规测量具有如下的优势： 1）机动性、灵活性、安全性。无人机复杂条件起降、飞行、危险恶劣环境下（森林火灾、火山爆发等）直接获取影像。 2）低成本获取数据。无人机遥感系统的购置、运行成本都大大低于卫星和载人飞机，其对场地和人员的技术要求也比载人飞机低，且日常维护简单，使遥感数据的获取成本大大降低。 3）大面积观测。无人机观测的面积和多个因素相关，例如相机、需求的分辨率、飞行高度、飞行时间。以下是在250px的分辨率下，不同传感器的飞行高度以及单张照片的覆盖面积。
4）复杂区域观测。对于一些复杂区域例如河流、滩涂等常规测绘工具难以进入的区域，无人机测绘具有巨大优势。 5）分辨率高、多角度。低空多角度拍摄，直接获取地面纹理信息，有效避免卫星遥感和普通航空摄影测量建筑物遮挡问题。空间分辨率能达到分米甚至厘米级，可用于构建精确的数字模型和三维立体景观图。 6）成果丰富。无人机航空摄影测量系统能够提供丰富的测量成果，如点云、DEM、DSM、DOM，甚至三维模型。 河流沿岸的排污企业 排污口将正射影像导入到谷歌地球，可以清晰地看出，无人机获取的正射影像跟原谷歌影像完美“拟合”，这样能查看排污口在地球上的绝对位置，方便工作人员实地查找。
环保无人机解决方案
环保无人机解决方案 篇一：无人机环境航测 无人机环境航测 近年来，从空中收集自然灾害和事故现场等信息的需求日益增加。特别是无人机，因其可以进入人难以到达的地域中去，作为安全、高效获取信息的手段而备受关注。无人机核辐射监测技术的最新发展及其发展趋势对我国监测体系建设的完善可以起到指导、借鉴的作用。 中文名：无人机核辐射监测 外文名：uav environmental monitoring 目录 简介 无人机遥感技术 无人机遥感技术 ·无人机遥感传感器 ·影像拼接技术 ·数据实时传输存储技术 无人机在环境监测领域的应用 ·无人机在水环境监测中的应用
·无人机在大气环境环境监测中的应用 ·无人机在生态环境监测中的应用 前景展望与发展方向 ·加强小型化、轻型化且性能优异的机载环境监测设备研发·加强数据处理技术研究与软件开发，提高数据分析的精度和效率 ·提高数据链路传输能力 简介 环境监测是环境保护工作的“哨兵”和“耳目”，是环境管理的重要组成部分，是环境保护工作最为重要的基础性和前沿性工作，尤其是伴随着近些年来一系列环境灾害与环境事故的频发，环境监测技术的研究越来越引起国内外政府学者的重视。如何方便、快速、低成本的获取精确、可靠、及时的环境基础数据资料成为技术研究的重点和难点。 无人机遥感技术作为继传统航空、航天遥感之后的第三代遥感技术，可快速获取地理、资源、环境等空间遥感信息，完成遥感数据采集、处理和应用分析，同时具有机动、经济、安全等优点。 无人机遥感技术 无人机遥感技术是一个综合、系统的技术领域，其中的核心关键技术主要包括遥感传感器、影像拼接技术与数据实时传输存储技术3部分。
(完整版)无人机飞行控制系统仿真研究本科生毕业论文
1 绪论 本章先主要介绍了无人机进无人机的特点，国内外研究现状和发展趋势及这篇文章的主要内容安排。 1.1无人机概述 无人机即无人驾驶飞机，也称为遥控驾驶飞行器，是机上没有驾驶员，靠自身程序控制装置操纵，自动飞行或者由人在地面或母机上进行遥控的无人驾驶飞行器，在它上面装有自动驾驶仪、程序控制系统、遥控与遥测系统、自动导航系统、自动着陆系统等，通过这些系统实现远距离控制飞行。无人机大体上由无人机载体、地面站设备(无线电控制、任务控制、发射回收等起降装置)以及有效负荷三部分组成。 无人机在航空业已有一百年的历史了。第一驾遥控航模飞机于1909年在美国试飞成功。1915年10月德国西门子公司研制成功采用伺服控制装置和指令制导的滑翔炸弹，它被公认为有控的无人机的先驱。世界上第一架无人机是英国人于1917年研制的。这是一架无线电操纵的小型单翼机，由于当时的许多技术问题，所以试验失败。一直到1921年英国才研制成可付诸实用的第一驾靶机。1918年德国也研制成第一驾无人驾驶的遥控飞机。1920年简氏《世界各地飞机》首次提到无人机。20世纪30年代初无线电操纵的无人靶机研制成功。在20世纪40至50年代，无人机逐渐得到了广泛使用，但这时主要是作为靶机使用。世界各国空军于20世纪50年代大量装备了无人驾驶飞机作为空靶。进入20世纪60年代后，美国出于冷战需要，将无人机研究重点放在侦察用途方面，这标志着无人机技术开始进入了以应用需求为牵引的快速发展时代。 由于无人机具有低成本、零伤亡、可重复使用和高机动等优点,因此
深受世界各国军队的广泛欢迎，近年来得到了快速发展。对于无人机而言，其自动飞行控制系统的设计是至关重要的，它的优劣程度直接影响到无人机各项性能(包括起飞着陆性能、作业飞行性能、飞行安全可靠性能、系统的自动化性和可维护性等)。因此，研究无人机的自动飞行控制技术具有十分重要的现实意义，尤其是在军事上的重要性己经得到国内外的高度重视，而无人机飞行控制系统是无人机能够安全、有效地完成复杂战术、战略使命的基本前提，因此迫切需要加强该领域的研究工作。 无人机的研制早在 20 世纪初就开始了，几乎与有人机同步，自30年代国外首次采用无线电操纵的模型飞机作为靶机以后，无人机的发展十分迅速。40年代，低空低速的小型活塞式靶机投入使用。50年代出现了高亚音速和超音速高性能的靶机，世界各国空军开始大量装备无人机作为空靶。60年代以后，随着微电子技术、导航与控制技术的发展，一些国家研制了无人驾驶侦察机，美国率先研制成功无人驾驶侦察机，并开始用于越战。无人机受到越来越多国家的青睐，发展迅猛。在1982年的中东战争中,以色列在贝卡谷地交战中，用“侦察兵”和“猛犬”无人机诱骗叙军的地空导弹的制导雷达开机，侦查获取了雷达的工作参数并测定了其所在位置。无人机的飞速发展是在海湾战争后，以美国为首的多国部队的无人机在海湾战争中成功地完成了战场侦察、火炮校射、通信中继和电子对抗任务。无人机的研制成功和战场运用，揭开了以远距离攻击型智能化武器、信息化武器为主导的“非接触性战争”的新篇章，由此引发了无人机及其飞行控制研究的热潮。 美国、英国、法国、德国、以色列、澳大利亚等国都针对这个领域投入了相当的研究力量。究其原因，用无人机替代有人驾驶飞机可以降低生产成本，便于运输、维修和保养，而且不用考虑人的生理和心理承受极限。未来无人机在军事和民事上都有广泛的应用前景。在军事领域，采用无人
无人机管理系统新举措
无人机管理新举措——彰显简政放权新政策 2014-07-18 06:54 来源：中国直升机网中直网2014年7月18日消息（记者莫洋）2014AOPA飞行大会今日（7月18日）在AOPA北方飞行基地开幕。日前，记者从AOPA国际飞行大会组委会获悉，此次开幕式，除了飞机、直升机、动力伞、热气球等传统航空器，还有一批体型娇小，行动灵活的“空中飞人”参与到飞行表演之中，它们被称作无人机。 无人机的开发起源于上世纪20年代，主要用于军事，此后逐步转向民用。我国的无人机，尤其是民用无人机起步较晚，但是发展速度很快。尤其是近几年，民用无人机的应用范围迅速扩大。农业作业、电力巡线、航测、航拍、抗震救灾、森林防火等各个领域的航空作业均有无人机的参与。由于无人机成本低，效费比好；无人员伤亡风险，因此很快得到了人们的认可。 无人机飞速发展的同时，管理落后的问题逐渐显露出来。目前，国内的无人机处于航空器没有适航、驾驶员没有执照的混乱状态。这些问题严重阻碍了无人机健康有序的发展。 鉴于此种情况，中国民用航空局在2013年11月下发了《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》（以下称《规定》），迈出了无人机管理的第一步。值得注意的是，《规定》中将无人机驾驶员分为11种情况，其中局方实施管理的只有3种情况。另外5种情况由行业协会实施管理，3种情况无须证照管理。中国AOPA是首家申请并获得了无人机驾驶员管理资质的行业协会。
AOPA秘书长张峰对此做了解读：无人机驾驶员执照管理资质权限的下放，充分体现了民航局对十八届三中全会精神的贯彻落实，进一步简政放权，深化行政审批制度改革。这不仅有有助于民航局行政能力和管理服务水平的提高，也能够充分发挥行业协会作用。 事实上，AOPA在《规定》下发前就对无人机的健康有序管理做了深入的调研与研究，成立了专门的无人机管理办公室。《规定》下发后，建立了可发展完善的理论知识评估方法和安全操作技能评估方法，建立了驾驶员管理和统计系统。期间，AOPA充分调动了专家委员会及其他资源，共同讨论研究出一整套无人机驾驶员资质管理办法。 此次简政放权的益处不止于此。在今年6月举办的全国首届无人驾驶航空器系统驾驶员培训机构训练班上，各个培训机构的负责人纷纷表示，此次职能下放将大大降低无人机驾驶员培训的行政成本，提升无人机驾驶员培训效率。 AOPA无人机办公室主任柯玉宝表示，无人机驾驶员执照管理只是整个无人机管理的第一步。接下来，借着民航局简政放权政策的东风，协会将在无人机其它管理方面发挥更大的作用。 中国民用航空局飞行标准司 编号：AC-61-FS-2013-20 下发日期：2013年11月18日 编制部门：FS
无人机项目实施方案
无人机项目 实施方案 泓域咨询 规划设计/投资分析/产业运营
报告说明— 自20世纪30年代以来，无人机的发展和使用已有超过90年的历史。 经历了20世纪漫长的萌芽期和酝酿期之后，无人机在21世纪初迎来高速 成长期，并逐步从军用领域扩展到了民用领域。如今，民用无人机已在应 急救援、环境检测、电力巡线、航拍测绘、农业植保等多个领域得到广泛 应用 该无人机项目计划总投资14908.69万元，其中：固定资产投资 12100.91万元，占项目总投资的81.17%；流动资金2807.78万元，占项目 总投资的18.83%。 达产年营业收入22909.00万元，总成本费用17188.79万元，税金及 附加278.50万元，利润总额5720.21万元，利税总额6787.70万元，税后 净利润4290.16万元，达产年纳税总额2497.54万元；达产年投资利润率38.37%，投资利税率45.53%，投资回报率28.78%，全部投资回收期4.98年，提供就业职位351个。 无人机早出现于20世纪20年代，它的出现与第二次世界大战有关， 当然初也是用于军事。随着近一个世纪的发展，无人机技术有了质的飞跃，除了在军事方面的应用，越来越多方面应用于民用。民用方面主要应用在 植保、影视、电力、气象等多个方面。一说到无人机，很多人反应就是以 大疆为代表的，挂上摄像机满天飞的消费级航拍无人机了。
第一章项目基本情况 一、项目概况 （一）项目名称及背景 无人机项目 无人机全称“无人驾驶飞行器”，（UnmannedAerialVehicle）英文缩 写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人 飞机。它涉及传感器技术、通信技术、信息处理技术、智能控制技术以及 航空动力推进技术等，是信息时代高技术含量的产物。 无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，目前，无人机广泛应用于航拍、农业、植保、微型自拍等领域。当前，我国无人机产业发展成绩显著，从技术研发、产品生产、企业布局到市场 规模、领域应用和产业细分，都取得了长足发展。预计未来三年，随着民 用无人机的耐久性和使用成本等问题得到根本性的解决，无人机在民用市 场的应用将更具多样化。同时，需求的增长和管理措施的不断完善将促使 无人机继续成为世界航空航天工业最具增长活力的市场之一。2018年中国 无人机市场规模达到88.0亿元，同比增长55.8%。预计到2021年，无人机市场规模将超过300亿元。 （二）项目选址