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摘要：无人机在20世纪一出现便得到各国军队的广泛关注，一战中无人机的出现是世界对无人机应用的一次实验，无人机便借此开始崭露头角；随后，因为电子信息技术的发展，无人机便开始在各种侦察任务中展示它的重要地位。近代以来无人机被广泛应用，除在军事方面以外，也逐步应用于其他领域。本文详细介绍无人机在各个时代的发展情况以及无人机飞行的距离原理，包含各种飞行状态的说明和各个领域的应用。
关键词：无人机 四旋翼无人机 航拍 军事侦察
1.引言
无人机，又称无人驾驶飞机，无人飞行载具等。无人机以其安全、灵活、生存能力强等特点著称，是一种以无线电操作，自备程序控制的不载人飞行器，对于推动高新产业的发展具有重要的战略意义。近日，在浙江举办的农用无人机操作技能大赛拉开帷幕，标志着我国无人机进入农业发展的领域。目前，无人机凭借操作方便、使用灵活、作业效率高和相对成本低等优势，已经广泛应用于气象监测、国土资源执法、环境保护、管道巡检、农林调查、遥感航拍、抗震救灾、快递和新闻等领域[1]。无人机的出现，是飞行科技史上的一次里程碑式的一次突破。
2.无人机的发展过程历程
2.1 早期无人机的发展情况
无人机的设想是在1914年提出的，直到1927年第一架无人机在海上试飞成功。随后，早期的无人机逐步被运用于军事侦察中，在一些小型战斗中无人机合理使用后带来的效果更是得到许多国家的一致认同，从英国研发第一架无人机之后，美国也开始投入无人机的研发。中国无人机的早期发展在世界无人机发展之后，在1958年，中国第一架自主研发的无人机“北京五号”研发成功。早期的无人机发展虽然更多地被运用于军事侦察方面，但是通过对该方面的研究，也为无人机将来渗透进入多个领域做好了一系列的铺垫。
2.2 当代无人机的发展情况
无人机经历了大约一个世纪的发展，已经普及到了多个行业。当前，京东自主研发的第一架无人机已成功起飞，正试用于商业领域。从各国无人机的发展来看，全球已经有55个国家正在使用无人机，其种类已经达到50多种，用途不一。另外，许多国家为了跟进世界科技潮流，有的会选择从有先进无人机技术的国家中购买新型无人机。美国在军事方面将组装一支由12架无人机组成的空军中队，同时在商业方面也多有建树，如环境检测、交通控制、农业管理等。中国对无人机的研发也从未停止过，许多由中国自主研发的无人机也逐步亮相，近达30种。无人机技术已趋成熟, 性能日臻完美, 它能够承担的任务范围进一步扩大, 任务级别由战术级扩大到战役、 战略级;任务性质由支援性保障任务扩展到攻击性作战任务 , 并将作为新的杀伤平台出现在 21 世纪战场上[2]。
2.3 未来无人机的发展情况
因为无人机较于有人驾驶飞机有如下特点：造价低、更安全、更适合用于高空作业、身形较小和易于操控等，所以无人机在未来也应是重要发展的对象，在多个领域也将占有重要地位。从目前来看，未来无人机将更趋向于智能化方向的发展，脱离人工操控，使无人机更加灵活便捷。未来的智能无人机可以感知周围环境的变化，自主地做出一系列的动作来避免可能的危险，极大程度的减少因环境变化而造成的不必要的损失，此时的无人机不会像现在的无人机这么被动，在一定程度上有着更大的自主性。无人机从主流的在军事方面的运用，更大地转向于民用，带动多个产业发展，解放人力，再加上技术进步与政府的开放政策，无人机将较于现在更加普及，对于拉动多个经济链的发展将起到不可或缺的作用。未来无人机的发展将更加符合时代发展的趋势，通过对无人机研究的不懈努力，无人机将会给我们带来更多惊喜。
3.无人机的实现原理
3.1 无人机的通讯设备
无人机依托宽带通信网络 ,将目前的控制站 (发射站 )地面卫星 (数据链 )的点对点通信控制模式向卫星通信-数据链 -地面宽带多节点栅格化通信组网方式方向改造 ,形成空天地立体宽带 IP信息栅格网[3]。在这其中有一个重要组成部分——无人机数据链，这个结构可以感知在一定区域内的电磁波的变化。地面通过把信号转变成电磁波的形式发射给无人机，无人机接收到某种特定的信号就可以做出一系列反应。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当然，尽管这一技术随着卫星通信及无线网络的技术不断得到改善，但还存在可控距离较短的弊端。因为无人机在接收地面传来的电磁波信号时易受干扰，且一旦无人机接收到的电磁波信号不完全，将会对其运行造成影响，所以如何减少或避免电信号被干扰的这种情况，是当今对无人机进行完善的一个重要方向。
3.2 无人机飞行状态的控制
当无人机可以根据地面的信号来进行一系列的反应时，控制其飞行也就成为不可或缺的步骤了。以四旋翼无人机为例，四旋翼无人机的四个螺旋桨都是点击直连的结构，拥有十字型布局，可以通过改变四个电机的转速来改变螺旋桨的旋力从而调整自身状态。
上升：当四旋翼无人机的前后两个螺旋桨转动方向相同，左右两个螺旋桨转动方向相反时，会产生竖直向上的浮力，当浮力大于重力时，无人机就实现了竖直上升。
俯冲：当四旋翼无人机完成上升的动作后，就可以通过地面控制左右两个螺旋桨转速相 同，且后螺旋桨的转速大于前螺旋桨的转速，且前后两个螺旋桨的改变量要相同，无人机就实现了俯冲。
悬空：由于四旋翼无人机的四个螺旋桨的转动可以产生竖直向上的升力，当螺旋桨转速
逐渐加大时，升力也同时加大，当升力等于重力时，四旋翼无人机就可以实现悬空。
侧飞：当四旋翼无人机的前后两个螺旋桨的转速相同，且一侧螺旋桨的转速大于另一侧，当这个侧飞的力足够大时，无人机就实现了侧飞。
所以，无人机的通讯是无人机完成飞行状态的基础，无人机的状态控制是无人机完成任务的保障。
4.无人机的应用
4.1 无人机在商业方面的运用
在某部电影的制作现场，相关技术人员可以操纵着无人机在空中进行多角度拍摄，地面人员就可以获得在空中拍到的图片，实现了无人机航拍的应用；在街道上，无人机可以带着包裹飞向订购者的家中，完成快速送货上门，实现了无人机在运输方面的应用。在未来，我们将可以看到无人机在空中专用飞行道路上飞行，带着人们需要的物品飞往目的地进行运输；在生产工厂中，重型无人机可以来回搬运货物，而人们只需在控制室进行监控操纵。无论是在现代还是未来，无人机都可以在商业上创造更多价值，节约成本，还可以给民众最直接的便利。
4.2 无人机在农业方面的应用
其实不仅仅是商业，无人机在农业方面的使用也意义重大。第一，无人机可以大面积地为农作物施肥、杀虫。无人机通过装载的特定设备喷洒药物，可实现大范围喷洒，效率大约为人工40倍。第二，无人机可以进行农田信息监测，无人机利用空间信息对农田进行航拍，将图片传入到电脑上，人们则可以通过无人机提供的图片更好地进行管理，极大地节约人工检测的成本，具有准确率高、效率高等优点。无人机在未来也可以有巨大作用，首先，无人机可以更大范围地管理农田，一旦发现农作物有不良症状，可以自动地围绕这些症状进行一系列的处理，帮助农作物恢复健康。另外，未来无人机可能加强其航拍照片的分析能力，实现实时监控，帮助人们更加便捷和有效地分析农作物的生长状况。
5.总结
无人机的优点是成本低、行动灵活、工作效率高、更加安全等；当然，其缺点仍然体现为控制不稳定、应用时受环境影响大、可控距离短等方面。但从大体上看，无人机的出现的确给人们带来了许多便捷，开拓了人们创新的视野。追溯到上一世纪，无人机的出现拉开了科技发展的一块帷幕。纵观世界格局，也有越来越多的国家正对无人机进行更加深入的研究。总的来说，无人机像是这个时代的代名词，给各个行业的发展带来全新的机遇和挑战。
参考文献
[1] 吴刚,周斌,杨连康.国内外民用无人机行业发展回顾与展望[J]，经济研究导刊，2016（12）；160-162
[2 ] 秦 博 王 蕾.无人机发展综述[J]，飞航导弹，2002（8）；4-9
[3 ] 戴大伟 龙海英.无人机发展与应用[J],指挥信息系统与技术,2013(4);7-10
[4 ] 邹湘伏 何清华 贺继林.无人机的发展现状与相关技术,[J],飞航导弹,2006(10);9-14
论文作者:程玘航
论文发表刊物:《科技新时代》2018年9期
论文发表时间:2018/11/15
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