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引言
无人机是一种有动力、可控制、可执行多种任务的无人驾驶航空器，自诞生以来，主要应用于军事方面，作为智能化和信息化的武器，无人机在侦察、监视、通信、远距离攻击等方面发挥了重要的作用.近年来，无人机在民用方面的应用也越来越多，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、影视航拍等多个领域。
1民用无人机系统组成与特点
1.1民用无人机系统组成
无人机系统是以无人飞行器为平台，以方位、姿态、图像等传感器为载荷，飞行高度在100～8000m，利用遥感技术、通信技术、避障技术等，获取空间或场景信息的系统。无人机系统由飞行主机、执行机构、地面控制等组成。无人机分为电力驱动和燃油驱动两种动力，前者负载轻、续航短，后者负载重、续航时间长。飞控系统包括自动驾驶仪、程控装置、遥控和遥测设备等。通信系统联通无人机与地面辅助工具作业。执行机构包括驱动、云台等装置。地面保障装置是辅助执行结构，完成信号传输、飞行器起降和专业应用任务。
1.2无人机的特点
与载人飞机相比，无人机因为具有体积孝造价低、使用方便、适应性强等优点而备受世界各国军队的青睐.如今，无人机不仅仅被应用于军事方面，其在民用方面的应用也越来越广泛.无人机体积小，造价和使用成本低、使用灵活、作业效率高，在执行枯燥、长时间的任务时，具有有人机所不可比拟的优势，因此除了应用于军事以外，还常常用于遥感航拍、抗震救灾、农林业、环境监测、通信中继和快递服务等方面.以农业喷药灭虫为例，南京农机化研究所的无人机，在上海崇明岛进行水稻病虫害航空药物喷洒作业时，单台飞机作业效率可以达到1500hm2/h，每天作业面积7500～12000hm2，是地面机械的数倍，人工喷洒的30～60倍，并且可以有效避免漏施误施。无人机的使用，能大大提高作业效率。
2民用无人机的应用现状
2.1无人机在遥感航拍方面的应用
无人机遥感系统的应用，主要是利用先进的无人机智能控制技术、定位技术、通讯技术和遥感遥测技术，自动化、智能化地获取地理、环境等空间遥感信息.它具有灵活机动、高效快速、精细准确、作业成本低等特点，已经在气象监测、资源开发、自然灾害监测与评估、摄影测量等方面取得了一定的成果.利用无人机遥感系统航拍检测区域来实时获取影像数据，通过与前时相数据（卫星影像数据）对比分析，可以从中发现疑似违法用地区域，从而实现对土地动态监测和违法用地行为的实施监督检查，及时掌握土地变化信息，可为集约、节约用地提供科学依据。利用无人机搭载非量测数码像机获取低空影像，正以其低廉的价格和极大的便利性吸引了越来越多的关注，成为摄影测量领域的研究热点。例如：在利用无人机防雷方面，通过挂载高分辨率摄像、照相机可以对楼顶的各种接闪器的锈蚀、虚接、倒伏等状况进行检查，从最直观的角度排查防雷装置存在的问题。
2.2在通信中继方面的应用
无人机的一个重要应用是实现空中的通信中继.当地震、台风、泥石流或海啸等自然灾害发生的时候，其破坏力往往会造成一定范围内原有通信系统（包括有线和无线）的损坏，此时灾情需要及时了解，救灾信息需要快速传递，如何快速构建一个便捷、低成本的应急无线局域通信网，及时在灾区和救灾指挥中心之间形成有效的通信联系，就成为一个迫切需要解决的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆无人机成本较低，使用便捷，可作为空中的通信中继机，能迅速构建一个应急无线局域通信网，从而为救灾的顺利开展赢得宝贵的时间。08年5月12日发生在四川汶川的里氏8.0级大地震，其巨大的破坏力摧毁了震中区域所有的通信设施，同时，由于地震后的气象条件十分恶劣，载人的飞机和直升机无法在其空域作长时间的停留，致使外界与灾区的联系在相当长的一段时间内被迫中断.此时此地，由于无人机使用成本低，不存在人员疲劳和安全问题，因此，以无人机作为通信中继机，可彻底改变这种局面.通信中继无人机可长期盘旋在灾区上方相对宁静的平流层进行不间断的高空巡航，避开中低空天气多变的对流层空域，从而可在外界与灾区之间搭建起一条无形的沟通"桥梁"。最近，有人提出了一种支持移动自组网通信的多无人机中继网络，该多无人机中继网络，可解决移动自组网中移动和活动范围扩大等因素所导致的网络连通性的变化问题，以多无人机中继网络支持移动自组网通信的研究正受到越来越多的关注。
2.3监测与保障技术的应用
由于环境多变、低空对人和物的威胁等，无人机安全飞行需要更多保障措施。无人机飞行安全保障包括自身健康安全监测与公共安全保障两大类。为保证无人机自身健康安全，正在研究故障预测与健康管理系统(PHM)，状态检测参数包括控制器、传感器和电机动力部分的电流、电压和转速等部件和参数，进行信息融合后，诊断预测健康与故障。系统包括故障检测、故障隔离、增强诊断、性能检测、部件寿命追踪等功能。同时采用基于粒子群的云计算PHM资源分配方法、轮循方法、多传感器信息融合技术等新的研究方法，可以大大减少故障发生。公共安全保障主要防止无人机进入禁飞区、对人、物形成威胁、通信问题等，其中针对GPS欺骗安全威胁，采用多普勒频移GPS欺骗检测技术、北斗卫星数据对比检测技术等解决问题。目前我国要求无人机安装可追踪芯片和飞行轨迹记录模块，实时监控注册无人机，采用相关飞行轨迹预测算法，并设立电子围栏，使无人机无法进入机尝高压线等禁飞区，大大提高监管部门的空中管制能力和水平。
3民用无人机的发展趋势
3.1低成本、模块化
现今的民用无人机，受限于续航能力、载重能力和智能控制等因素，使用成本还相对较高，只能小范围使用。随着科技的不断发展及新材料、新技术的应用，无人机在续航、载重和智能控制等方面将会有较大的提高，无人机系统的系列化、模块化和通用化也将成为可能。根据任务的不同，通过模块化的组合及搭载设备的变换，可使无人机实现"一机多用"；通过无人机平台和地面站的通用化，可使无人机实现"一机多能"，因此，无人机的使用成本定将不断降低。
3.2智能化技术
民用无人机面对复杂检测对象、特殊与自动飞行任务需要研发各种智能技术，如自主飞行的避障算法与控制、多机协同飞行算法与通信、大型物体表面结构检测、多目标信息融合与特征提娶复杂场景对象判别与跟踪等，不仅需要智能化软件算法和系统，也需要高性能传感器、机构和控制等硬件平台。
结语
随着智能
无人机技术的不断提高，无人机的安全性和自主控制性将会得到较大的改善，运营成本和风险将会进一步降低，运营效率得到极大提高，届时，无人机将会在不适合人直接操作的或需要高效低成本应用的民用领域，获得更为广阔的发展空间。
参考文献
[1]陈全中.无人机送快递几时实现[J].大学生,2014(6)：58-60.
[2]刘洋．探索:民用无人驾驶航空器监管体系［N］．中国民航报，2017－08－16(008)．
论文作者:卢英俊
论文发表刊物:《科技尚品》2018年第11期
论文发表时间:2019/7/18
标签：无人机论文; 通信论文; 作业论文; 遥感论文; 系统论文; 技术论文; 等方面论文; 《科技尚品》2018年第11期论文;