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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。下面是我为大家精心推荐的无人机应用技术论文,希望能够对您有所帮助。
无人机航测技术的应用分析
【摘 要】以生产项目为例,以无人机航测的技术流程为主线,介绍了无人机航测技术方面的应用分析。
【关键词】无人机、航测技术
【Abstract】Production project as an example, the unmanned aerial technology process, introduced the UAV aerial application analysis.
【Key woerds】UAV、aerial surveying technology
中图分类号:V279+.2文献标识码:A 文章编号:
0 引言
无人机航测遥感技术是继卫星遥感、飞机遥感之后发展起来的一项新型航空遥感技术,在应急测绘保障、国土资源监测、重大工程建设等方面得到广泛应用。它是一种机动灵活、可以实现快速响应的一种航测技术。但也存在影像重叠度不规则、像幅小、影像倾角大、旋偏角大,影像有明显畸变等问题,这些情况都对现有无人机航测技术提出了挑战。
本文从生产案例出发,以无人机航测技术为主线,对生产过程中无人机航测出现的一些问题进行了分析探讨。
1 生产实践
主要技术依据
《无人机航摄系统技术要求》(CH/Z3002-2010);
《低空数字航空摄影规范》(CH/Z3005-2010);
《低空数字航空摄影测量内业规范》(CH/Z 3003-2010);
《低空数字航空摄影外业规范》(CH/Z 3004-2010) ... ...
数据源及预处理
数据源
本测区选用无人机航空摄影获取的真彩色影像,航摄面积为10平方公里。航摄仪采用Canon EOS 5DMarkⅡ,焦距为:35mm,相幅大小为:5616×3744,像元分辨率为。影像地面分辨率为米。
遥感影像预处理
无人机航空摄影采用的相机为非量测型相机,因此,在进行空中三角测量恢复影像空中姿态时,需要对相机进行像片畸变差改正。(相机畸变改正在四维公司检校完成)
无人机航测总体作业流程
无人机航空摄影
本次无人机航摄分两个架次进行,由GPS领航数据计算相对飞行高度。飞行质量和影像良好,影像清晰度高、色彩均匀、饱和度良好,能够表达真实的地物信息,可以满足1:2000成图要求。
像片航向重叠度为75%,旁向重叠一般为35%-45%,旋偏角一般控制在12度以下。
像片控制测量
像控点精度要求
像控点对最近基础控制点的平面位置中误差不大于米,高程中误差不大于米。
像控点布点方案
项目布点方案确定为双模型布点,全部布设为平高点。
像控点测量
在像控测量之前,首先对测区内收集到的已知控制点进行联测,检核控制点情况;为满足后续像控测量,联测已知点的同时加密了2个控制点。联测采用GPS静态相对定位方式施测,采用边连式的布网形式。全网共联测已有已知点4个,新设控制点2个,观测时具体技术参数依据规范,像控点采用GPS实时动态定位(RTK)的方法进行测量,满足要求。
空中三角测量
本项目采用Virtuozo工作站进行空三加密,根据航飞及影像分布情况,将空三区域分为两个加密区域网采用自动与手动相结合的方式进行空三加密,即采用自动匹配进行像点量测,剔除粗差。人工调整直至连接点符合规范要求,检查点平面中误差为米,高程中误差为米,最终加密成果符合1:2000数据采集要求。
数据采集
在空三完成后,利用空三成果进行单模型定向时我们发现有模型无法定向的情况,第一架次无法建立的模型有29个,占总模型数的4%。第二架次有67个无法建立的模型占总模型数的9%。主要原因为无人机航摄姿态不稳定导致的飞行倾角、旋偏角过大,航线弯曲、像片比例不一致等现象都是导致单模型定向精度差的原因。考虑到1:2000地形图精度要求,我们提出了如下解决方案:在测图定向超限点的周围进行野外实测用来检核分析数据并进行必要的修正。
项目精度报告
根据1:2000精度要求对测绘产品检进行了精度的统计,统计了3幅地形图,其中高程精度中误差最大为米,最小为米,从统计的结果看,粗差率比较高,有的达到了5%,平面精度中误差为米。
2 结 论
(1)无人机航空摄影测量技术应用于地形图的生产存在不确定性,比如,区域网整体加密精度评定良好,但单模型定向精度存在超限情况,在测图过程中表现为测图定向点和立体模型套合差大、接边误差大等,可以通过外业实测进行补充测量、验证。
(2)利用无人机航测进行航空摄影测量时,应采用试验区的作业方法,即在确定布点方案前选取一定面积的试验区进行布点方案试验,分析精度指标后确定作业方案。
(3)目前,无人机航测技术主要应用于载人飞机航测技术的补充方面,如多块小面积、危险场所、远离机场或没有可供其起降场地的区域,在载人机不便或无法完成的情况下,由无人机来完成。
参考文献:
[1] 范承啸,韩俊,熊志军,赵毅。 无人机遥感技术现状与应用[J] 测绘科学 2009,34(5):214-215;
[2] 崔红霞,李杰,林宗坚,储美华。非量测数码相机的畸变差检测研究[J] 测绘科学2005,30(1):105-107;
[3] 连镇华。无人机航摄相片倾角对立体高程扭曲的影响分析[J] 地理空间信息2010,8(1):20-22;
作者简介:徐锦前(1982-),男,辽宁铁岭人,工程师,主要从事摄影测量和地理信息系统建库等测绘工作。
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目前,很多飞手有接受AOPA认证机构培训考取合格证的需求,在接受培训前会有很多疑问,比如无人机的基础知识,培训学什么,考试靠什么。昆明俊鹰无人机针对这些疑问准备了简洁易懂的解答。什么是无人机?无人机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。无人机都有哪些?从技术角度定义可以分为:无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。什么是多旋翼无人机?拥有三个及三个以上旋翼的飞行器。什么是直升机无人机?由一个或两个具有动力的旋翼提供升力并进行姿态操作的飞行器。什么是固定翼无人机?由固定在机身上具有翼型的机翼,通过与来流的空气发生相对运动产生升力的飞行器。多旋翼无人机的优势:(1)体积小、重量轻、噪音小、隐蔽性好,适合多平台,多空间使用;(2)可以垂直起降,不需要弹射器、发射架进行发射;(3)飞行高度低,具有很强的机动性,执行特种任务能力强;(4)结构简单控制灵活,成本低,螺旋桨小,安全性好,拆卸方便,且易于维护。无人机应用在哪些领域?航空摄影、货物运输、政府民生、石油勘测、遥感航测。多旋翼运用领域:城市管理、农业、地质、气象、电力、电力巡检、抢险救灾、视频拍摄等行业。直升机运用领域?城市管理、农业、地质、气象、电力、电力巡检、抢险救灾、视频拍摄等行业。飞手的工作范围都有哪些?对飞机的组装与维护,飞行前的检查及飞行中对飞机的安全负责。无人机如何进行航拍?通过搭载云台与拍摄系统,进行第一人称视角的飞行。无人机起飞之前应该注意哪些检查?对飞机的检查:部件的衔接是否牢靠,布线是否安全,机载设备是否工作正常对地面的检查:地面通讯、操作系统工作是否正常;对环境的检查:周围环境是否适合作业及起降场地是否合理,空域有无申报。什么是地面站?架设在地面进行对无人机实时的监测及航线设定等预操作。什么是美国手?左手上下油门,左右方向,右手上下升降,左右副翼。什么是日本手?左手上下升降,左右方向,右手上下油门,左右副翼。什么是飞行记录本?记录从模拟器开始练习至目前的飞行经历的记录本。什么是GPS模式?对飞行器操作增加了由gps卫星进行的精确定位,可以精准定高和定点。什么是手动模式?GPS不参与飞行工作,飞行器不能定点和定高,由飞控本身的传感器进行增加稳定飞行操作的模式。学习无人机技术对我们有哪些帮助?成为一名经验丰富的飞手之前,首先应该清楚如何避免坠机?当无人机在高空飞行时,由于复杂的环境因素,当无人机处于失控的状态,一旦危险出现,可以挽回不必要的损失。个人自学时候着重学习什么?模拟器的练习、地面站的基本操作。模拟器是什么?借助电脑平台还原真实飞行。学习无人机门槛要求?年满17周岁、中等学历以上、身体健康、无犯罪记录。AOPA是什么?航空器拥有者与驾驶员协会。驾驶员合格证是否国际通用?中国(包括香港、澳门和台湾)的唯一合法代表。除在中国得到官方认可外,在全世界都是通用的。考核过后多久可以拿到证件?考试过后1个月的周期。证件有效期是多久?2年。无人机驾驶员需求量?目前全国对无人机驾驶员、机长的需求量大约在10万左右,但是真正符合资质的人目前只有2000余人。驾驶员、机长、教员三者的区别?驾驶员:视距内飞行(无人机驾驶员或无人机观测员与无人机保持直接目视视觉接触的操作方式,航空器处于驾驶员或观测员目视视距内半径500米,相对高度低于120米的区域内)机长:除视距内还可通过操作地面站进行对无人机在目视视距以外的运行教员:了解教学法等可进行对驾驶员及机长的培训。通过培训后,能用无人机进行什么样的工作?农业植保、遥感测绘、影视航拍等行业。通过学习薪酬待遇如何?通常飞手实习在3000+转正后上不封顶。什么是有基础班?入学前达到相对机型飞行技术标准要求,通过短期强化培训取得AOPA驾驶员合格证的学员。什么是无经验班?入学前对无人机简单了解,有过GPS模式飞行经历,以及想从事无人机行业的爱好者(就业)和企业培养人才为重点,通过中长期培训取得AOPA驾驶员合格证的学员。旋翼机型与固定翼机型考核项目都是什么?多旋翼或直升机:1.起飞,2.慢速自旋一周(360°),3.水平八字4降落固定翼:1.起飞(逆风)2.四边航线,3.水平八字,4.模拟发动机失效,5.降落(逆风)理论课都讲什么?1.无人机概述与系统组成2.民航法规与术语3.空域的飞行与申报4.航空气象与飞行环境5.无人机分类及主流布局形式6.无人机构造7.飞行原理与性能8.通信链路与任务规划9.所使用的无人机系统特性10.无人机飞行手册及其他文档实操课都讲什么?1.模拟飞行2.飞机拆装、维护、维修和保养3.地面站设置与飞行前准备4.起飞与降落训练5.紧急情况下的操纵和指挥拆装课都有哪些内容?无人机机械位的拆装,电子设备的安装及调试。口试都考哪些?飞行器的维护使用与拆装,飞行前检查,遥控器的使用与设置地面站都考哪些?航校规划、飞行中紧急事故的处理操作等理论未通过怎么办?与下期培训班学员一起进行考试,理论未通过不能参加实操考试。实操未通过怎么办?与下期培训班学员一起进行考试。多旋翼练习用什么机型?劲鹰650四轴练习机、劲鹰1000型八轴航拍航测无人机、劲鹰1600大型载重旋翼飞行平台直升机练习用什么机型?亚拓700L 、亚拓550L。固定翼练习用什么机型?劲鹰1型汽油航测航拍无人机、劲鹰2型垂直起飞固定翼无人机、劲鹰3型可垂直起飞悬停固定翼无人机。
行业主要上市公司:北方导航(600435)、洪都航空(600316)
本文核心数据:中国无人机市场结构、民用无人机市场规模
我国军用的无人机发展起步较早,早在1964年Ⅰ型无人机靶机就已经诞生,Ⅱ型无人机靶机也在70年代研制完成。随后,又研制出了S-100型靶机,使无人机的飞行速度达到100米/秒,这也为我军训练的现代化做出了重要贡献。
而相对于发展起步较早的军用无人机,我国民用无人机市场在早期并未引起足够重视,有归口管理单位,没有长远规划,处于无序发展状态。但近些年由于技术的发展和需求的牵引推动,特别是一些自然灾害频发,急需有一种灾情监视评估和搜救手段,从而引起有关方面对民用无人机的关注,且迅速升温,逐步深入大众生活。截至2020年末,我国民用无人机的市场份额由2014年的不足10%增长到左右。
军用无人机市场依旧活跃
我国军用无人机起步于1964年,1980年代开始批量使用无人机,最初主要作为防空系统的靶机和干扰诱饵等。到2000年后,我国相关科研院所、高等院校积极合作,开发出了多型的无人机设备,除了2002年在珠海航展上亮相的WZ-2000型无人侦察机引起世界轰动外,近几年也开发出了中国版的“捕食者”——“彩虹-4号”、 “彩虹-5号”无人机和“翼龙型”无人机,还有酷似全球鹰的“翔龙型”无,而“利剑”隐身无人攻击机在2019年国庆阅兵时正式亮相,并更名为“攻击11”。
我国研制无人机已有五十多年的历史,国内无人机的研究发展在总体设计、飞行控制、组合导航、中继数据链路系统、传感器技术、图像传输、信息对抗与反对抗、发射回收、生产制造和部队使用等诸多技术领域积累了一定的经验,具备一定的技术基础。
但在军用无人机领域,我军无人机装备同发达国家相比仍有一定差距,还不能完全适应高技术战争的要求。国内己有的无人机任务系统载重都不大,尚难满足电子对抗、预警、侦察等大型任务系统的要求,平台技术难以满足无人作战飞机的高隐身、高机动能力的要求,在气动力、发动机、轻质结构和高精度导航等方面基础技术薄弱。
2020年民用无人机市场规模有望超过250亿元
从总体上看,在早期阶段,国内民用无人机领域的开发长期以来没有引起足够重视,没有归口管理单位,没有长远规划,处于无序发展状态。但近些年由于技术的发展和需求的牵引推动,特别是一些自然灾害频发,急需有一种灾情监视评估和搜救手段,从而引起有关方面对民用无人机的关注,且迅速升温,逐步深入大众生活。据统计,截至2020年底,无人机实名登记数量已增至万架,较2010年涨幅超过500%。
中国民用无人机自2008年汶川地震之后开始在国内兴起,经过几年的发展,当前无人机的应用范围已涉及国土资源调查、环境监测、水情监测、救灾等多个领域。据不完全统计,目前国内无人机仅民用市场大概有几亿元的量级。面对这一正在兴起的市场,相关企业和科研机构也纷纷进驻民用无人机领域。
民用无人机的迅速发展使得我国民用无人机市场规模持续扩大,根据航空运输协会的数据显示,2019年我国民用无人机市场规模为210亿元。根据Drone Industry Insights披露的民用无人机增长率预测,2020年中国民用无人机市场规模有望超过250亿元。
综合来看,我国无人机市场近年来处于相对活跃状态,投资与研发并举,军用与民用共同发展。
以上数据来源于前瞻产业研究院《中国无人机行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》
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12月23日 《无人驾驶飞机》 梁德旺 央视国际 2003年12月24日 14:31 主讲人简介: 梁德旺教授, 现任南京航空航天大学副校长。1987年毕业于南京航空航天大学航空发动机专业,长期从事飞行器的总体气动力学、航空宇航推进系统的研究。先后数十次获得中国宇航科技基金奖一等奖,。1991年被国务院评为“做出突出贡献的博士学位获得者”。 内容简介: 回顾航空百年史,我们来看以战斗机为代表的军用飞机的发展史。在过去是以活塞式发动机为动力的亚声速飞行时代,当前是以喷气式发动机为动力的超音速时代,那么未来将是无人战斗机的时代。那么什么是无人机?无人机是动力驱动,能够自主飞行,可重复使用,而且是无人驾驶的航空飞行器。那无人机同巡航导弹有若干共同之处,但也有很大区别。巡航导弹是携带战斗部对敌实施一次性攻击的武器,而无人机则可携带不同装备,执行不同任务,可多次回收使用。无人机兼有有人战斗机和导弹的优点,它和导弹一样没有人员的伤亡和被俘危险,又因不存在人的生理限制,可超长时间续航,也可以超高机动飞行;并且又因其目标特征小,具有很强的突防能力和生存力。同时它又和有人机一样,可多次使用,活动空间大,可执行多种任务,而无人机与有人机相比成本低得多。 下面给大家介绍一下无人机的应用。无人机的应用大致可以分为四个方面;一个我们把它称为软杀伤,也是在电子对抗战争中间使用的无人机。硬杀伤就是进行无人攻击,对地也好,对空也好,都是硬杀伤的。那么反辐射无人机,是对雷达进行攻击,它是个自杀式的。在侦察方面,无人机到目前战争中用得更多还是在战场的侦察,可以进行光学侦察,带航空相机,CCD摄像机、红外行扫仪。另外在民用方面就更广了,森林防火,边防的缉私,航空拍照,地面的勘探等等,都可以使用无人机。 第三个方面,无人机主要的关键技术是无人机的起飞和着陆技术。大家知道,有人机都是采用的轮式起降,都有起落降。而无人机不一样,由于没有人在上面,很多的方式都可以采用。例如有起飞车滑跑起飞,有采用火箭助推。着陆方面的技术有撞网回收和拦阻网回收。 最后一个方面想给大家介绍一下无人机的发展趋势。未来无人机的发展将在高空、高速、隐身、长航时无人机方面得到发展。因为美国人现在提出了无人战斗机的概念,也研制出了X-45和X-47无人战斗机,各个国家也在相继和即将开展无人战斗机的研制。另外未来的战争将会往空间发展,高度发展。所以是一个高超声速无人机的技术,也将会得到比较大的发展。 《无人驾驶飞机》 (全文) 老师们,同学们,大家好,今天我给大家介绍一下《无人驾驶飞机》。1903年12月17日,美国莱特兄弟驾驶“飞行者1号”成功地飞行了四次,在最后的一次飞行中间,飞行59秒,距离260米,它标志着人类飞天梦的实现。 回顾航空百年史,我们来看以战斗机为代表的军用飞机的发展史。应该说在过去是以活塞式发动机为动力的亚声速飞行时代。当前是以喷气式发动机为动力的超音速时代。那么未来将是无人战斗机,或者说是无人机的时代。所以今天我们将在这儿来介绍一下无人机的发展情况。什么是无人机?大家可能都会问到这个问题。我们说所谓无人机,它是动力驱动,能够自主飞行,可重复使用,而且一定是无人驾驶,也一定是航空飞行器,或者说是飞机。 首先我们来看一下无人机和有人机有什么样的区别。所谓无人机,我刚才说了首先是无人驾驶,有人机当然是有人驾驶;那么无人机可以按照我们事先规划的航线来进行飞行,而有人机是驾驶员驾驶飞行;相对有人机而言,无人机的性能比较简单,而有人机由于有人在上面,它人员的支持系统和生命保障系统,那么飞机要复杂得多。这里大家可以看到的一张画面,就是驾驶舱里面的各种各样的仪表,而无人机没有这么多仪表;另外相对而言,无人机小,而且轻。小的无人机才十克,那么当然也有11吨重的无人机,而有人机再也没有10克或者说100公斤这样的飞机存在。 我们接下来看一下无人机与航模的主要区别。大家讲,航模也是无人驾驶。的确在飞机上也没有人驾驶,但是它们两者是截然不同的。首先无人机是自主驾驶,自主飞行,而航模,飞机上没有人,但是遥控操纵,对于无人机来讲可以超视距、程序控制,而航模是视距内范围里,也就是在我们目视范围里,我们人员进行控制。另外从系统上来讲,无人机系统复杂,而航模相对来讲要简单得多。另外对无人机来讲,它有高速、中速和低速飞行无人机,而航模由于是人员操作,我们目视看的速度,我们反映的速度都不可能快,所以航模不可能是高速的,它只能是低速。另外无人机与巡航导弹它们之间有什么区别。无人机和巡航导弹都是无人驾驶,都是自主飞行。但是无人机,它可以带不同的装备,执行不同的任务。而巡航导弹,它带的战斗部,对敌攻击,而且是一次性使用。无人机可以重复多次使用。 接下来我们看一下无人机系统的组成,首先它是飞行器平台。无人机,它一定有一个飞行器与之相应。第二它有无线电遥控、遥测装置。我们大家从图上可以看到的有两幅画面,一个是一个主控站,竖起来的是一个天线来对飞机进行遥控、遥测。那么右边的这幅画面,就是主控站里面的一些设备。在这个主控站里面,我们可以对无人机的航线进行规划,可以对无人机进行操纵,可以对无人机的整个飞行姿态进行遥控、遥测,随时掌握飞机在空中的姿态和飞行状况,还可以来执行相应的任务。无人机的组成系统中间有一个发射回收系统。那么飞机要上天,也要回来,因为多次使用,所以它有与之相适应的发射系统和回收系统。另外,无人机要执行相应的任务,比方说战场侦察、战场评估、对地攻击等等,那么也就要带相应的,通常称的任务设备。所以在无人机上通常对无人机,我们有几个指标的考核,除了它的飞行参数以外,一个是任务载重,就是说能载多少重的任务设备,能飞多长的时间,就是我们通常讲的续航时间。 下面我们来看一下无人机的分类。简单地说无人机可以分为军用和民用两大类无人机。那么在军用无人机中间又可以分为无人侦察机、无人战斗机、靶机、微型无人机和无人直升机。下面我们将逐一地看一下各类飞机的情况。 这个大家看到的是以色列研制的“苍鹭”无人机,它的翼展米,机长米,升限也就是说它能飞到的高度是7500米到13500米,起飞重量1100公斤,巡航速度110到212公里/每小时,它的任务重量,就是能载任务设备的重量是250公斤,续航时间50个小时,专门用于侦察和监视。这是“搜索者”无人机,也是以色列研制的,它的翼展是米,机长是米,它的最大起飞重量是372公斤,可以飞行14个小时,任务重量是63公斤,这个也是一个战略无人机。大家可以看到的,它是美国的“纳蚊”,翼展米,机长米,升限达到7600米,起飞重量六百多公斤,最大速度259公里/每小时,在空中续航40小时,那么也是用于侦察和监视。美国在这个飞机的基础上,又发展了“捕食者”无人机。大家从画面上可以看到,这个形状很相似,跟纳蚊有很多相似之处,就是捕食者是在这个基础上发展的。那么大家看到“捕食者”的头部形状要比“纳蚊”大。为什么?这是因为,在这个飞机里面装有卫星天线。这个大家可能都很关心,好多同学都知道的,这就是“全球鹰”无人侦察机,这是在无人侦察机方面,我简单的给大家看了一些画面。在我们国家也研制了有相应的无人侦察机,特别是战术无人侦察机,比方说爱生系列的,云笛、云燕等等,也有相应的无人机。 那么无人战斗机方面,现在在研的,有美国的X-45和X-47.那么这个大家看到的是X-45,它的翼展是米,它的起飞重量是6804公斤,最大速度213公里/每小时,有效载荷907公斤。这个是X-47的无人战斗机,大家可以看到画面是X-47的首飞镜头。X-47,它的翼展是米,机长米,起飞重量2495公斤,有效重是252公斤。大家可以看到这个飞机马上要着陆了,而且都是轮式起降。因为这个轮式起降在目前国际上,无人机发展中间是比较热的一种起降技术。靶机是无人机中一个系列之一。那么现在看到的是我国研制的“长空一号”无人靶机的一个打靶情况。那么这个靶机翼展米,机长米,升限18000千米,起飞重量2345公斤,最大时速可以达到920公里。 微型无人机是近几年,或者说上个世纪90年代才产生的一种微小型无人机。这个是美国在进行微型无人机的试飞。那么大家可以看到,微型无人机相对来讲简单多了,它可以手一抛,飞机就出去了,然后来进行它的自主控制和飞行控制。大家要注意,这不是航模,我刚才讲了,它还是自主飞行的。 这个是无人直升机,这个是“翔鸟”无人直升机的一个飞行镜头。那么这个地方,我们大家看到,它的机长是米,所谓的机长是指旋翼的长度,升限达到3000千米,巡航速度每小时150公里,有效载重是50公斤,续航时间四个小时,这是关于无人机的一个简单的介绍。 下面我想给大家说一下无人机的发展过程。第一架无人机是什么时候、在什么情况下产生的。当初是在1935年,德国在希特勒的领导下,希特勒为了发动第二次世界大战,就命令他的空军开展火箭的研究。一个方面就是外形像飞机一样的火箭研究。第二种是弹道式的飞行轨迹是抛物形的火箭研究,而且在波罗的海的乌采顿岛上修建了佩内明德试验场进行试飞。那么1942年6月,再一次把这个工程提出来了,在1942年的12月24日实现了首飞。这个地方大家看到的是由冯×布劳恩主持研制的叫V-1无人轰炸机。那么冯×布劳恩是什么人呢?二次大战之后,他到了美国,后来主持了美国的阿波罗空间计划。那么再后来进一步的发展,就形成了V-2无人机,应该说V-2无人机的产生,在无人机技术方面是一个里程碑。同时无人机的发展使得航空器中间的另一个就是导弹诞生了,因为第一个无人轰炸机,当年二次大战期间,德国人为了打击英国,向英国伦敦投放了五千架V-1无人机。因为大家知道,当初的无人机技术水平和现在的无人机技术水平是不可比拟的,所以无论是打击精度还是怎么样都不可能和现在比,如果现在投入五千架的轰炸机将会是个什么样的,我想现在的伦敦可能就不是这个样子了。 有了第一个无人机以后,我们下面就来看看无人机的发展,分了三个阶段:第一个阶段就是在上世纪五、六十年代,形成了一个无人靶机的研制时期,所以我们把它简称靶机时代。那么在上世纪五、六十年代,世界处在一个冷战时期,一些超级大国在加紧进行军备竞赛,研制出了一批高性能的飞机和导弹。如何对这些飞机和导弹的性能进行检验和鉴定,也是我们通常在航空装备进行设计定型的时候,它必须要进行打靶试验。那么打什么?于是就提出了要研制无人靶机来适应航空装备,武器装备鉴定需要,靶机就在这个时候诞生和形成发展起来的。 第一架靶机是美国的“火峰1型”靶机,它是涡轮喷气发动机推进,高亚音速,全金属机体结构。机长大概有七米,翼展米,起飞重量1134公斤,最大的平飞速度是1112公里/每小时。这里我给大家展示的是中国的第一架靶机,这个就是我们学校研制的长空靶机,这个靶机的机长是米,起飞重量2060公斤,最大的平飞速度是每小时920公里,高度范围是在相对地面50米到18000米。 第二个阶段是无人侦察机的诞生。在越南战争期间,有人军用侦察机应该说得到了广泛地应用,特别是像美国的U-2侦察机,SR-71等等有人侦察机,但是在这个期间,U-2侦察机在越南、前苏联和我国的上空接连被击落下来,应该说损失是很惨重的,而且美国人在外交上也很被动。于是美国人就提出来了,要研制无人侦察机。那么这样的话,就可以减少人员的伤亡。于是美国人首先把火蜂靶机改装成无人驾驶侦察机,把它称为Ryan147,那么这个就是Ryan147无人侦察机。它的机长是米,翼展米,起飞重量1430公斤,最大的平飞速度612米/秒,高度达到18000米。那么中国的第一架无人侦察机是什么样子的,大家可以看到这是长虹无人机。它的机长米,翼展米,起飞重量1085公斤。这个无人侦察机是通过母机挂在这个机翼下面,在空中进行发射的,所以应该说无人机空中发射的还不是太多。 第三个阶段是无人机飞速的发展阶段。也就是上世纪九十年代以后,在这个时期有些什么特点?第一个是现代战争中间无人机在广泛地应用。可以说无人机从辅助、支援这么一个作战转为了一个主战,就是说主要来进行打仗用的一个武器装备,这是一个很大的变化,飞跃的变化。第二个小型无人机崭露头角,尤其是在中东战争,应该说它起到一个非常好的战例。在贝卡谷地战役中间以色列利用了小型的无人飞机,来诱导(叙利亚)的防空、堤防雷达的开机,很典型的一个战例。第三个无人机的发展系列化,出现了三大发展热点,一个是长航时无人机、无人战斗机和微型无人机。在这个时候美国的“全球鹰”也研制出来了。另外一个特点,就是各个国家相继成立了无人机专业化部队。那么以前它不是一个专门的部队在用,而是由空军或者哪个部队在用,那么后面就形成了专门的无人机部队。这是讲到了无人机的三个发展阶段。 下面跟大家介绍一下推动无人机快速发展的背景和原因,第一个原因我想跟大家介绍的就是政治上的原因。在越南战争中间,大家都知道,美国在越战中间是输得很惨的。那么我们先不说地面部队,我们先来说一下美国在越南战争期间,空军是怎么样个状况,它有2600多架飞机被击落,其中有五千多名的飞行员被俘,或者是死于战争,应该说就这一点损失是非常大的,所以可以说丧亡惨重。人们厌战、反战情绪高涨。所以引起了政治危机,这就是政治上它必须解决这个问题。如何减少人员伤亡,必须无人化,这就提出来了,要研制无人机。第二个经济上的考虑。给大家看到的是一个有人驾驶飞机的成本,就是各种有人驾驶飞机的单价,大家看到了这是成倍的增长。F22达到了一亿美元的价格,单机价格。那么轰炸机,价格更是惊人了。像B2隐身轰炸机,它的造价是亿美元。那么我们做了一个简单的对比,我们南京长江二桥的建设,花了亿人民币,这两个价格,就是一架B2隐身机轰炸机的价格跟我们建设一座长江大桥的经费是差不多的。 另外无人机的使用费用比较低,因为无人机体积比较小,重量也比较轻,那么造价成本都很低,有的是降低三分之一,有的可以说是一个数量级。另外无人机特别无人战斗机可以长期保存在仓库里面,十年或者更长的时间。这样的话,使用维护费用大大减少。据军方估计可以减少80%,另外在飞行方面,大家可能讲了,你不用,你怎么训练,无人机的训练它跟有人机不太一样,有人机,飞行员必须到空中去飞,飞一次要四万美元,一个小时,就要四万美元的价格,包括人员保养等等。而无人机可以在虚拟的坐舱里面进行训练。因为我人不在飞机上,我是在操纵键盘。那这样的话,我就可以用虚拟的训练系统,所以费用大大减少。同时无人机,一个人可以同时控制几架甚至数十架的无人机,而驾驶员不可能在空中一个人开两架飞机。所以我们对飞行员的培养,这个费用也可以大大减少,所以说无人机的使用费用是很低的。 另外无人机的发展,我个人认为战争的需求是无人机快速发展的一个推动力。在冷战期间,形成了靶机。而越南战争期间无人侦察机又诞生了。中东战争小型的无人机崭露头角,在海湾战争中大量地使用了小型无人机。而在科索沃战争中间,中空长航时无人机初露锋芒。在阿富汗和伊拉克战争中间更是发挥了威力,在阿富汗战争中间,捕食者首次发射导弹,也是无人机首次进行导弹发射,对地面攻击。那么未来呢,大家可以看到高空、高速、隐身、长航时无人机是一个大的需要。另外无人作战飞机高超声速无人机,以及微型无人机都是一个很大的需求。所以战争的需求是无人机得以发展的一个推动力。另外无人机它有超长的使用特性,特别是小型无人机,它快速机动、隐蔽性好。大家可以看到这个画面,我们可以看到,战士在战场前沿就可以利用无人机看到敌方阵地上的情况,甚至可以看到对方的哪个士兵在使用什么装备,正对着哪个方向进行开火,都会看得很清楚,而且都是实时的。那么这张图上我们大家可以看到是一个在巷战中间,微小型无人机应用的一个示意图。那么战士们在这个地方可以把无人机抛出去,它到了对面看另外一条街上,敌方的步兵情况是怎么样子,所以来进行巷战,应该说无人机这种非常机动的使用性能使得它也得以快速发展。 第四个给大家介绍一下无人机的应用。我这里有一个表大家可以看到,无人机的应用大致可以分为四个方面;一个我们把它称为软杀伤,也是在电子对抗战争中间使用的无人机。那么在软杀伤中间,我们可以看到,可以进行雷达信号干扰,比方说我装的铝箔到了以后,空中把它撒出来,那么对方的雷达就看到,当时屏幕可能就没有亮点了,就是一团杂乱的信号,对敌方的雷达进行干扰。那么也可以带一些干扰机,我不放东西,我发射跟你的雷达同频率的、同频段的电磁信号,让你接收不到,发现不了我方的飞机,这样的话,就可以隐蔽下进行攻击。另外还有光电干扰,比方说打的闪光、激光等等进行干扰,这是软杀伤的。目的干吗?就是为自己能够争取到更多的时间,可以这么讲,在作战中间哪怕是几秒,都是非常关键的。 那么硬杀伤就有无人战斗机。这个大家知道,就是进行无人攻击,对地也好,对空也好,都是硬杀伤的。那么反辐射无人机,是对雷达进行攻击,它是个自杀式的。在侦察方面,应该说无人机到目前战争中用得更多还是在战场的侦察,可以进行光学侦察,带航空相机,CCD摄像机、红外行扫仪,所谓红外行扫仪,就可以不管是在白天还是晚上,不管你是隐蔽的,还是不隐蔽的,通过它的红外特征来进行侦察,了解敌方的情况,特别是用得比较多的战场评估。什么叫战场评估?当我们把导弹打到我们想打的这个目标以后,打住了没有,打了以后,损伤情况怎么样,这个时候我们就要把无人机派过去进行侦察,了解打过以后情况是怎么样子的,来决定要不要再一次实施打击,这个就叫做战场评估。所以说无人机的应用,我这里还仅仅举的是军用方面的用途。那在民用方面就更广了,森林防火,边防的缉私,航空拍照,地面的勘探等等,都可以使用无人机。刚才已经大概地把无人机的应用做了一个介绍。 太长了,这里装不下了,我给你发到邮箱里吧!
全球投资额和市场规模不断扩大
根据专做无人机市场调研的机构Drone Industry Insights发布的无人机市场环境统计数据显示,从2008年开始,截止到2019年,全球无人机行业已接受累计44330亿美元的投资金额。
2019年无人机行业投资超过12亿美元,年度总投资不仅创下了最新记录,还突破了10亿美元的大关。其中风险投资(VC)占投资的大部分,2019年风险投资额超过亿美元,高于2018年亿美元,创下有史以来最新记录。
无人机在以色列贝卡谷地一战成名,随着世界电子、通讯技术的迅速发展,无人机技术的发展也进入了快车道,涌现出了一批诸如“全球鹰”、“哈比”、“死神”等世界知名的优秀军用无人机。同时,全球民用无人机的销量高速增长,1990年为万架,2000年已经超过4万架,2010年达到10万架以上。
根据专注于新能源产业的互联网服务平台起点研究院(SPIR)的调研数据,截止到2019年,全球无人机销量约为680万架,比上年增长;市场规模约为950亿元,比上年增长。
军用:占比约70% 未来十年仍是市场重心
根据Drone Industry Insights机构发布的数据,2018年全球军用无人机市场规模为141亿美元,占比,民用无人机市场规模为73亿美元,占比;根据测算,2019年全球无人机市场规模为259亿美元,其中民用无人机市场规模为90亿美元,占比为,军用无人机市场规模为169亿美元,占比为。
目前,全球每年无人机军贸合同规模约50架,美国市占率接近一半。无人机军贸市场上美国份额最大,市占率接近一半,以色列市场份额约四分之一,中国市场份额约五分之一,其他国家无人机军贸规模合计占比约10%。
根据美国全球市场洞察组织发布的报告,今后十年世界无人机市场中军用无人机仍是市场重心,2014年,军用型在无人机市场的占比为89%,到2024年,将降为86%,仅给民用型让出3%的份额。而北美和亚太市场将最为火爆。
另据市场研究机构MarketsandMarkets报告显示,军用无人机市场将从2018年的121亿美元以每年12%的速度增长,到2025年将达到268亿美元。到2029年亚太地区将成为军用无人机最大市场,占全球市场的份额。
民用:中国消费级无人机占据较大优势
根据产品或商业模式的创新能力、企业品牌的透明度、独立的公司治理能力、市场影响力,高工产研机器人研究所推出了《GGR:全球无人机企业TOP10企业名单》,其中中国企业占7家、美国2家、法国1家。
在民用无人机领域上,中国占据较大优势,特别是消费级无人机,中国的大疆占据着全球约70%的消费级无人机市场份额,在全球民用无人机制造企业TOP10榜单中排名第一。
—— 更多数据及分析请参考前瞻产业研究院《中国工业无人机行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。
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