无人机四大系统的作用和发展趋势

无人机信息系统关键技术作者：张赜纪红霞杨桢邹宇来源：《无人机》2018年第08期网络化、集群化是无人机发展的重要趋势，信息技术将是实现这一趋势发展的关键。

在现代信息化条件下的陆、海、空、天、电五维一体的战争中，无人机既能执行各种非杀伤性任务，又能执行各种软、硬杀伤任务，包括战场侦察、监视、通信、电子干扰、雷达诱骗等作战任务。

无人机的发展起源于军事运用需要，从1914年第一架无线电遥控飞机出现，到现在全球瞩目的“全球鹰”、“捕食者”，我国的“翼龙”系列、“彩虹”系列等，无人机在现代信息化条件下的陆、海、空、天、电五维一体的战争中，既能执行各种非杀伤性任务，又能执行各种软、硬杀伤任务，包括战场侦察、监视、通信、电子干扰、雷达诱骗等，还可进行精确打击、定点轰炸，及代替人员在核生化或其它特殊条件下执行作战任务。

在民用领域，无人机已经广泛应用于测绘、交通监管、工农林业生产、安全（警用）、电力巡线等行业。

在这些工作中，无人机能够充分的发挥其智能化的优势，可以完成其他手段无法完成或难以完成的任务，被称之为“智能化飞行器”。

如果说传统的无人机作为空中平台，是先进动力学、材料学的高度集成，那么现代无人机作为信息系统载体，则是由于先进信息技术的注入而被赋予了“生命”和“灵魂”，其系统应用效能得到极大的提升。

信息系统在无人机系统中的重要性从应用的整体意义角度来看，“无人机”系统指的并不仅仅是一个飞行器平台，还应该包括平台所搭载的执行不同任务的有效载荷、用于实时传输地面的遥控数据、机上遥测数据和任务数据的数据链路、实现对飞行平台/任务进行指挥控制的地面站以及系统运输、检测、起降辅助设备等各个保障分系统。

从系统组成来看：全系统800以上是信息系统。

概括地说，无人机系统是集合了各个分信息系统的综合信息系统，控制系统是无人机系统的“大脑”，主要完成飞行、操纵、指挥控制和任务管理等功能。

数据链是无人机系统的“神经网络”，为保障飞行获取信息提供通道支撑。

2020人工智能参考答案一、人工智能导论练习一：图灵与图灵测试及人工智能案例1、冯?诺依曼计算机的五个组成部分不包括（处理器）2、以下对强人工智能的描述不准确的是（计算机可表现出不低于人类智能水平的外部智能行为）3、当前主流人工智能研究的三个重要特征不包括：（将人工智能问题视为计算问题，通过数学建模进行求解）4、以下哪个方法不属于检测人工智能的手段（中国餐馆测试）5、2016年3月15日，AlphaGo首次战胜的人类围棋世界冠军是：（李世石）6、以下哪个部件不是AlphaGo的组成部分（纳什均衡博弈算法）7、AlphaGo的评估网络的设计思想源于（增强学习）8、AlphaGo的策略网络所采用的学习算法模型是（深度卷积神经网络）9、以AlphaGo为代表的智能博弈机器人是典型的强人工智能。

错误10、图灵测试与人工智能研究的最终目标都是得到可以通过图灵测试的计算机。

错误练习二：人工智能发展史和案例1、AI（人工智能）的英文缩写是（Artifical Intelligence）2、人工智能的含义最早由一位科学家于1950年提出,并且同时提出一个机器智能的测试模型,请问这个科学家是（阿兰?图灵）3、历史上人工智能经历过几次低谷期（2次）4、下列哪部分不是专家系统的组成部分（用户）5、2017年，谷歌发起的围棋人机之战，其人工智能程序AlphaGo战胜的世界冠军是（柯洁）6、不属于人工智能的三大学派是（机会主义）7、神经网络研究属于下列（连接主义）学派8、符号主义代表人物不包括（约翰?霍普菲尔德）9、1997年5月，著名的“人机大战”，最终计算机以3.5比2.5的总比分将世界国际象棋棋王卡斯帕罗夫击败，这台计算机被称为（深蓝）。

10、AlphaGo是由谷歌（Google）旗下DeepMind公司杰米斯?哈撒比斯领衔的团队开发。

其主要工作原理是（深度学习）11、2017年，卡内基梅隆大学开发的一个人工智能程序在（德州扑克）大赛上战胜了四位人类玩家，这在人工智能发展史上具有里程碑式的意义。

地面无人作战系统及环境感知雷达发展概述作者：孙晓舟刘露来源：《科技视界》2017年第08期【摘要】本文对无人作战系统进行了简要概述，重点分析了地面无人作战系统的发展现状、系统组成和关键技术。

雷达作为地面无人系统环境感知的一种重要传感器，具有作用距离远、不受恶劣环境因素影响的优点。

本文分析了环境感知雷达的研究现状和关键技术，并对无人作战系统环境感知雷达未来发展所面对的主要问题进行了阐述。

【关键词】无人作战系统；环境感知；雷达【Abstract】In this paper， the unmanned combat system（UCS） is briefly described， and we focus on the development status，composition and key technologies of the UCS. Radar， as an important sensor for the environment perception of UGV， has the advantages of a remote detection and free from adverse environment effects. This paper analyzes the research status and key technologies of environmental sensing radar（ESR）， and expounds the problems faced by the ESR in the future development.【Key words】Unmanned combat system；Environment perception；Radar0 引言未来战争中信息战、空袭战、机动战、甚至核生化战斗可能同时并存，各种高技术武器装备充斥战场，命中精度高，机动性强，射程远，杀伤威力大，这对交战上方都构成极大的威胁。

消防灭火救援工作中无人机的应用分析发布时间：2021-04-16T14:34:52.007Z 来源：《中国科技信息》2021年5月作者：崔华伟[导读] 灭火救援对维护社会稳定、保障人民安全有十分重要的作用，随着我国科学技术的进步，无人机技术得到了飞速的发展，无人机技术在很多的领域中已经开始推广应用。

饶平县消防救援大队广东潮州崔华伟 521000摘要：灭火救援对维护社会稳定、保障人民安全有十分重要的作用，随着我国科学技术的进步，无人机技术得到了飞速的发展，无人机技术在很多的领域中已经开始推广应用。

在消防灭火救援过程中无人机的使用能够快速的掌握火灾现场的状况，为消防救援的人员提供准确的救援依据和帮助，更为合理的安排救灾，保护人民的生命财产安全。

本文分析了无人机的定义、灭火的优势、列举出无人机在消防灭火救援中的具体应用，望提供一定的借鉴。

关键词：消防灭火救援无人机应用引言：当前信息技术广泛地运用在人们的生活与工作中，带来了较大的便利性，同样在消防灭火救援工作中也运用了信息化技术，消防人员逐渐使用无人机进行消防工作，通过其航拍、通信、监测等功能，提高了消防灭火的工作效率，具有良好的发展前景。

1、无人机技术简述无人机属于一种无人驾驶的飞行器，其主要通过无线电进行遥控，无人机主要由四大部分组成，分别是平台、控制飞行的系统、无线电遥控系统以及装备。

其可以实现侦查、图像以及音频传输、物品摆放等功能。

在无人机内部集合了多种学科技术，比如测控、航天以及新能源等。

无人机根据消防的用户可以分为两种，分别是电动以及油动，电动无人机内部的驱动力为锂电池，以锂电池为基础进行工作的弊端是其工作时间无法持续。

[1]锂电池消耗殆尽，则无法继续工作。

但通常情况下发生意外时，一般不会引发另外的火灾。

而油动的通常是采用柴油或者汽油进行驱动，其持续工作能力强，但其局限性在于一旦出现坠机的意外，那么就很容易引发额外的火灾，加大火灾形势，给扑灭带来困难，因此，必须要谨慎使用。

无人机操作员技能知识考试题库大全一、选择题（每题1分，共5分）1.下列哪个部件不属于无人机的四大核心部件？A.飞控系统B.螺旋桨C.摄像头D.发动机2.下列哪种飞行模式适合在室内飞行？A.GPS模式B.ATTI模式C.飞行员模式D.返航模式3.下列哪种无人机类型适用于长距离飞行？A.多旋翼无人机B.固定翼无人机C.垂直起降无人机D.翼身融合无人机4.下列哪个单位表示无人机的飞行高度？A.米B.千米C.英尺D.海里5.下列哪种飞行器不属于无人机？A.四旋翼飞行器B.火箭C.无人直升机D.无人飞艇二、判断题（每题1分，共5分）1.无人机可以在任何天气条件下飞行。

（）2.无人机的飞行高度不受限制。

（）3.无人机驾驶员需要取得相应的飞行资质。

（）4.无人机的飞行速度可以达到音速。

（）5.无人机可以搭载武器进行攻击。

（）三、填空题（每题1分，共5分）1.无人机的四大核心部件包括：飞控系统、_______、摄像头和发动机。

2.无人机的飞行模式有：GPS模式、_______、飞行员模式和返航模式。

3.无人机的类型有：多旋翼无人机、固定翼无人机、垂直起降无人机和_______。

4.表示无人机飞行高度的单位是：_______。

5.无人机驾驶员需要取得相应的飞行资质，这个资质通常被称为：_______。

四、简答题（每题2分，共10分）1.简述无人机的四大核心部件及其作用。

2.简述无人机的飞行模式及其适用场景。

3.简述无人机的类型及其特点。

4.简述无人机飞行高度的单位及其换算关系。

5.简述无人机驾驶员需要取得的飞行资质及其重要性。

五、应用题（每题2分，共10分）1.假设一架无人机的起飞重量为5千克，飞行速度为10米/秒，求该无人机的升力。

2.假设一架无人机的飞行高度为100米，求该无人机在GPS模式下的定位精度。

3.假设一架无人机的电池容量为5000mAh，飞行电流为2A，求该无人机的最长飞行时间。

4.假设一架无人机的摄像头分辨率为1080P，帧率为30FPS，求该无人机的视频存储容量（假设视频编码格式为H.264）。

中国无人机行业发展现状分析及投资前景预测一、无人机概述（一）无人机的分类无人机（Unmanned Aerial Vehicle，缩写：UA V）是利用无线电遥控设备和自备程序控制装置操纵的不载人飞行器。

从技术角度划分，无人机可以分为两大类：一类是垂直起降型飞机（Vertical Take-Off and Landing，缩写：VTOL）。

另一类是非垂直起降型飞机。

垂直起降型飞机主要包括飞艇、单旋翼直升机和多旋翼直升机等，其中市场应用最为广泛的是多旋翼；非垂直起降型飞机主要包括固定翼、三角翼、伞翼等，其中市场应用比较广泛的是固定翼。

图表各常用无人机的特点资料来源：产研智库固定翼的特点是一直向前飞行，续航时间长、巡航速度高、负载能力强，但是无法实现定点悬停，从而无法完成旋翼的很多功能。

与固定翼相比，旋翼的优势是可垂直起降，可悬停。

这两种特点使得飞机可以突破飞行跑道的限制，同时也使其应用范围变得十分广泛，不但可以适应各种复杂的起降环境，而且还可以从事各种各样的空中作业项目。

其中，单旋翼由于结构复杂，造价较高，现在主要用在一些军事领域。

多旋翼结构简单、造价低、操控能力好。

此外多旋翼飞机由于动力分散到多个机翼、有些还有动力冗余，有些甚至可以安装降落伞，从而可以保证多旋翼飞机较高的安全系数。

这些优势使得多旋翼飞机广泛应用于民用领域。

从行业应用的角度划分，无人机大致可分为：军工级无人机、工业级无人机和消费级无人机。

本报告中，重点介绍工业级无人机和消费级无人机，以下统称为民用无人机。

（二）无人机的构造系统无人机的构造系统可分为飞行平台、飞行控制系统、任务设备和地面设备四大部分。

飞行平台指的是飞机的结构架或机架；飞行控制系统（简称：“飞控”）相当于无人机的大脑，是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程的核心系统；任务设备是指无人机搭载的任务载荷，如相机以及可见光、热成像、多光谱、高光谱设备等；地面设备主要负责飞机的任务规划，如航线规划、飞行模式等，同时还具有图像显示、处理等功能。

中国军转民42国内外无人机系统的研究现状■ 刘宇凡 王瀚岳摘要：随着国内无人机系统应用不断蔓延和推进各种新技术领域,无人机系统的潜在应用市场也在快速扩大，这或许也是中国无人机产业市场的巨大商机，也是吸引众多国内创业者和公司投资目光的根本缘由。

目前现在我国智能无人机产业发展迅猛,已发展成为一个备受世界关注的新兴科技行业。

以下对国内外无人机系统的技术发展趋势现状进行分析。

关键词：国内外；无人机；研究；现状一、国内无人机系统（一）国内无人机研制系统研究发展史我国自主研究无人机系统起步相对较晚,20世纪70年代,我国才正式开始进行自主开发研制无人机和侦察机,80年代初开始装备空军部队。

我国专业从事无人机研发行业的技术单位总数有300多家,形成了配套齐全的研发、制造、销售和售后服务体系的企业有160家左右。

2017-2022年中国多轴无人机装备行业发展前景研究分析及未来发展前景策略趋势研究分析报告成果表明,研制出并投入使用的无人化飞机型号已多达百余种,小型多轴无人机生产技术已逐步得到完善,战略小型无人机已成功进行试飞,攻击小型无人机也已成功试射,而空地弹道导弹多次发射成功。

我国在2014年拥有无人机市场销售量万架左右。

50%以上的高速增长在未来几年将还会持续保持,在2014年期间我国民用智能无人机产品销售市场规模已经累计达40亿元。

2002年-2015年7月,国内与智能无人机应用相关的技术专利申请1545件。

（二）国内无人机系统目前发展存在的重大问题经过中国无人机研究人员的不懈努力,无人机应用技术已经取得长足进步,性能不断稳步提高,已初步形成较为完善的现代无人机技术体系,但是在无人机发展中仍存在一些问题。

（1）行业发展规划与市场规范关系问题。

我国无人机仍然存在功能重复设备投资、低技术水平功能重复、高端三类无人机技术发展依然较落后的突出现实问题。

（2）解决发动机技术瓶颈突出问题。

我国民用无人机的技术发展在较大程度上主要受制于无人发动机,一方面由于我国无人发动机自主研制技术基础薄弱;另一方面在我国无人机特定的高空低雷诺、大幅度过载等特殊飞行能力条件下,对这种发动机也提出了特殊的技术要求。

在现代信息化战争中,高新技术在武器装备上得到广泛应用,军用无人机在几场局部战争中频频亮相,屡立战功,受到各国军界人士的高度赞誉。

可以预言:在21世纪战场上,人们将面临日增多的无人机,军用无人机将会重塑21世纪的作战模式。

1无人机在战争中的地位与作用无人机首次用于作战是在越南战争期间,当时美国空军对越南北方实施狂轰滥炸,企图利用空中优势夺取战争的主动权,但遭到了北越防空网的火力抵抗,先后损失战机2500余架,死伤飞行员5000多人。

为了减少损失,美军首次使用了“瑞安147”系列无人侦察机和“QH-50”系列无人直升机执行空中照相侦察及电子情报等任务,获得了大量情报,大大降低了有人机的损失率和人员的伤亡率。

现在美军和以色列在电子对抗技术装备方面一直处于领先的优势地位,他们的电子战无人机实战经验具有代表性。

1.1无人机将成为信息化作战的重要平台无人机是充分利用信息技术革命成果发展而成的高性能信息化武器装备,对争抢战场空间感知、通信和电子战等能力起着重要的作用。

伊拉克战争中美英联军的作战信息有三分之一是依靠无人机获得的,特别是对大量战术运用信息的获取,无人机具有其他装备难以替代的优势。

1.1.1可提升战场侦察与预警能力。

与侦察卫星和有人侦察机相比,无人机可长时间留空巡航,能对某一地区内各种目标实施不间断的侦察和监视,并提供实施战场情报。

近几场进步战争表明,使用无人机对敌方活动区进行侦察、监视和毁伤评估,已越来越成为美军获得实时、高精确情报的主要手段。

1.1.2可提升电子对抗能力。

无人机具有良好的滞空性能,且可以实时抵近干扰,能以较小的干扰功率获得较好的干扰效果。

同时,无人机可以进入敌严密设防的危险空域执行电子侦察任务,既能侦察到一些功率较低的敌电子信号,又能诱使敌电子设备开机,此外反辐射无人机还是对敌雷达等实施硬杀伤的有效武器。

1.1.3可提升战区和战术通信能力。

美军在1997年完成的一项研究表明,若采用无人机作为机载通信节点(ACN),可以将通信扩展至卫星业务达不到的地方,并获得大大优于卫星的通信密度,改善接收的抗干扰性能,提高战术通信的响应速度,从而有效增强战区和战术通信能力1.2无人机将成为空中打击的重要力量随着一体化防空系统和反空袭手段的不断发展,有人机面临的风险将进一步增大,作战效能受到严重制约,因此无人机将逐步承担部分甚至大部分防空压制和空中打击任务,无人机作战将成为未来战争的一个重要样式。

垂直起降固定翼无人机研究报告伴随人工智能、半导体、传感器等快速发展，无人机系统通过技术快速迭代，不断拓展能力和应用领域。

根据《无人机系统发展白皮书》预测，2019-2029年全球无人机系统将保持CAGR20%以上，10年内产值累计超过4000亿美元，而带动的产业配套拓展和创新服务市场则更加庞大。

1）无人机自问世以来，就拥有传统飞行器和大武器系统所不具备的快速迭代能力，进化出的适用场景不断拓展，逐步从军事专用拓展到民用领域。

随着无人机产业链趋于成熟，飞控与导航技术的快速发展，无人机具备了小型化、智能化、低成本的条件。

2014年消费级爆发式增长，形成了无人机军民两用格局。

2）无人机的使用需要无人机系统的支持。

技术方面，无人机系统正向多样化、智能化、通用化趋势发展。

军用方面，无人机系统将成为先进空中作战力量的主战装备和体系化、智能化作战的关键组成部分。

民用方面：广泛的应用为无人机系统发展提供了产业化基础和市场化活力。

垂直起降固定翼飞行器凭借独特的构型，是近年来无人机乃至有人机领域最具活力的细分赛道之一。

2020年垂直起降（VTOL）无人机加速军事化应用。

因不受起降场地限制，能适应航海、山地等复杂地形环境，美将垂直起降飞行器列为美军十大未来关键装备之首。

2020年，美空军发布“敏捷至上”项目，极力推进电动垂直起降eVTOL无人机军事化应用。

多家新兴eVTOL商企参与，目前Joby和Beta两家已经进入试飞阶段。

项目预计于2023年完成飞行器适航审定，2025年初具备规模化应用的水平，实现大规模采购。

2020年垂直起降（VTOL）无人机在工业级应用领域不断拓展，同时继续加速城市交通商业化发展。

1）工业级成为全球民用无人机增长新引擎，市场逐步由toC转向toB。

随着应用场景的不断拓展，预计2020年工业无人机市场规模将首次超过消费级无人机，成为全球民用无人机的主要市场。

根据Frost&Sullivan预测，2020-2024年全球工业无人机市场CAGR高达56.43%，成为全球民用市场增长新引擎，2024年全球民用市场规模将达4157.27亿元，而垂直起降（VTOL）无人机也是发展亮点之一。

0引言1903年莱特兄弟设计了第一架现代意义的飞机，并完成了人类第一次真正意义上的自由飞行，自此空中飞行器的发展大幕徐徐拉开。

早期的飞行器大都需要飞行员驾驶，在恶劣环境或执行危险任务的场合，人们开始希望人无需驾驶飞机就能随意控制飞机按照既定航线飞行并完成特定任务，这也是催生无人飞行器诞生的最初动机。

无人飞行器也称无人飞行系统或无人驾驶飞机，简称无人机。

从人机的位置关系角度出发，可以简单地将无人机定义为没有飞行员驾驶的飞机，最初的英文即是Pilotless Aircraft［1］。

2005年美国防部颁布的《无人机路线图2005~2030》报告中首次正式使用Unmanned Aerial Vehicle（UAV）这一术语，此后得到广泛认可和使用［2］。

狭义上讲，无人机是一种可以在人为控制下自主飞行并能完成特定飞行任务的无人直接操控的飞行器［3］。

无人机的典型特征是［4］：飞行器上没有驾驶人员，并能完成人为指定的飞行任务。

由于很多遥控航空模型飞机只是通过人的操纵在视距内进行表演娱乐活动，因此普遍认为遥控航模飞机不属于无人机范畴。

1系统分类无人机是一种典型的自主式无人驾驶系统，主要包括飞行器平台、控制站、通信站与发射回收装置四大部分［5］。

无人机的起飞（发射）方式主要有滑跑起飞、轨道发射和空中投放。

无人机的回收方式包括自动着陆、降落伞回收和拦截网回收等。

经过一个多世纪的发展，无人机的演变和发展是全方位的，已形成了种类繁多、形态各异、丰富多彩的现代无人机家族。

目前，对于无人机的分类尚无统一、明确的标准。

传统的分类方法中有按重量、大小分类的，也有按照航程、航时进行分类的，还有按照用途、操控方式和飞行模式分类的［5］。

无人机发展历程中最重要的变化是其飞行操控方式的变化。

按照无人机飞行控制方式的不同，无人机大致可以分类为：遥控无人机、遥控半自动无人机、全自动无人机、全自动加局部自主无人机、全自主无人机。

目前，全自主飞行无人机仍处于开发实验阶段。

• 93•本文首先介绍了无人机自主导航着陆的难度要求以及航空飞行器的发展，然后重点分析了精密进场雷达着陆引导技术、微波着陆引导技术、卫星导航着陆引导技术、计算机视觉着陆引导技术四种可用于无人机自主着陆引导技术的工作原理与特点，最后总结了无人机自主着陆引导技术的趋势。

无人机相对于有人机具有人员伤亡率低、使用条件限制少、隐蔽性好等特点，在现代化战争中已经占据了越来越重要的地位。

返航着陆是航空飞行器的关键技术之一，有人机主要依靠飞行员在飞行器驾驶舱内根据传感器辅助进行人工操控返航着陆，而无人机无机上飞行员，通常只能采用难度要求更高的自主着陆盲降技术，因此对无人机自主着陆引导技术研究至关重要。

1 着陆技术进场着陆是航空飞行器执飞作战安全事故发生最多的阶段，因此优良的无人机自主着陆引导技术能使无人机事故率大幅度降低。

航空飞行器诞生之初，飞机的进场着陆主要通过飞行员肉眼识别机场指示标志操控飞机完成，这种着陆方式在恶劣天气条件下存在很大的风险。

随着无线电技术的发展，飞机使用了仪表着陆系统（Instrument Landing System，简称ILS）辅助飞行员进行着陆引导，但ILS系统不支持大批量的飞机引导着陆，研究人员针对ILS的缺点进行了改良，拓宽引导系统的波束扫描范围，采用新的引导无线电频段以及引进距离维度的引导技术等，诞生了微波着陆系统（Microwave Landing System，简称MLS）。

与此同时，雷达技术不断推陈出新，精密进场雷达也被应用到航空飞行器的自主着陆引导中。

另一方面，随着卫星导航技术的成熟，卫星导航着陆引导技术孕育而生。

近些年，计算机视觉技术成为各行业的研究热点，人们也开始研究通过该技术引导飞机自主着陆。

以上的这些技术均可为无人机的自主着陆引导提供支撑。

2 精密进场雷达着陆引导技术精密进场雷达可以说是引导飞行器进场着陆的三坐标雷达，用于能见度差、云底较低的复杂气象条件下引导飞机着陆。