近年来,我国无人机领域发展十分迅猛,特别是民用无人机,已然发展为全球性的优势产业。在市场需求的推动下,我国无人机产业集群加快了建设步伐,并取得了快速进展。未来,随着国家政策逐步落地,市场发展愈发成熟,我国无人机产业或将迎来新一轮爆发。

无人机在物探领域的发展

无人机经过几十年的发展历程,从技术角度看已经比较成熟,是全球新一轮科技革命和产业革命的热点,如今已经在影视航拍、传统农林业、工业作业、灾害救援、公共安全以、消费娱乐业等领域得到广泛应用。随着无人机研制、生产成本不断降低,其旺盛的市场需求将逐步释放。。随着我国民航局对无人机交通法规的完善与颁布,低空无人机在我国的应用广度与深度必然是继续增长的,据2016年中国民用无人机产业研究报告预测,国内仅民用无人机市场的规模将于2018年达到110.9亿元,2017-2018年增速均超60%。

低空无人机产品在飞行动力技术、控制技术、导航通信技术等主要技术上的成熟与不断完善,使无人机的产品功能得到了极大的丰富,逐渐摆脱了单一靶机、事态侦察的原有产品应用模式,开始在国有土地整治监控、城市地图地形测量绘制、农田水利规划建设等多个方面发挥积极作用,且能够有效提升相关工作的工作效率,无人机经过几十年的发展历程,从技术角度看已经比较成熟。其成本低,易操纵,具有高度灵活性,能够携带一些重要的设备从空中完成特殊任务,比如低空摄影测量等。

就拿低空无人机在测绘工作中的应用来讲:

低空无人机在我国各项测绘工作中的应用方向是比较多的,各省市县及乡镇地区,对城镇的规划建设、建筑布局、市政道路修建等,都需要通过低空无人机的低空摄影和信息处理,形成一定精度的图像图形,进而使城镇建设得到更好的及时信息。同理,在全国各地的农田水利的建设中,在国有土地的整治监控工作中,在区域内厂矿建设中,以及复杂地域考古工作、森林保护与生态建设等多个方面,低空无人机都能够较好的完成测绘工作,实现高质量、高精度、高效率的测绘。目前低空无人机所具备的测绘技术,是根据市场相关需求而逐渐完善的,简而言之,其测绘技术已经能在国有土地资源与海洋环境、森林资源保护与病虫防治、自然灾害侦察与等级评估、农田植物生长与产量估算等工作上进行监测绘制,在城镇建设规划与政府管理工作上发挥巨大作用,同时是数字城市、数字地球的信息收集与更新完善非常主要的信息获取方式。

地调局物化探所牵头承担的“基于无人机的航空物探(电/磁/放)综合站测量技术研发与应用示范”项目通过验收,项目成果被评定为优秀级。这标志着我国实用化的无人机航空物探(磁/放)综合测量系统研制成功,这一研究成果填补了国内在该领域的技术空白,形成了一套安全系数高、工作效率高、测量质量高、智能化程度高的实用化无人机航空物探综合测量方法技术,为我国航空地球物理调查工作增添了一种安全先进的新装备。该项目是中国地质调查局于2013年立项的工作项目,由地调局物化探所牵头实施,联合中国航天空气动力技术研究院、核工业航测遥感中心等单位共同完成。项目主要任务是基于国产中型无人机平台,研制无人机航空能谱测量系统和无人机航空磁法测量系统,集成实用化的航空物探(磁/放)综合站,开展示范应用工作。科研人员围绕总体目标任务,严格依据相关规范和设计要求,经过三年多的努力攻关,取得了重要成果和系列技术创新。

无人机在物探领域的发展

基于国产彩虹3型无人机平台,自主研发了无人机航空磁法测量远程控制系统、小型化无人机航空放射性测量系统和超低空三维航迹规划及飞控仿真软件,突破了测量系统的电磁兼容、磁场补偿、放射性校准、自主避障和远程测控等系列技术难题,开创了航空物探超低空全夜航作业模式,具备了具有世界领先水平的全天时、长航时、超低空跟随和高精度测量能力。通过50架次、200航时的飞行试验,该系统具备了超低空随地形起伏飞行能力,达到了续航时长超过10小时、单架次航程超过2000千米、作业半径超过500千米、测控精度优于±10米的长航时、大航程、超视距、高精度飞控设计指标。同时基本解决了在高海拔山区作业的技术难题,具备在海拔5000米高山区开展资源环境勘查工作的潜力;探索了“一站多机”测量方法。

项目组利用该系统先后在黑龙江多宝山、新疆克拉玛依、塔里木盆地等区,以矿产资源、油气资源调查为目的,安全、高质地开展了无人机磁放测量任务,原始资料满足航空磁测技术规范和项目设计要求,质量优秀,测量成果与已有资料高度吻合,并创下了夜航单架次航时8小时、航程1569千米的飞行测量记录,充分验证了系统的有效性和实用性,大大提高了资源环境勘查能力。

与有人机航空物探系统相比,该系统具有测量精度高、航时长、效率高、成本低、人员安全性高等优势,在基础地质调查、能源资源调查、矿产勘查等方面具有广泛应用前景。同时,因其突出的夜航能力、高精度地形跟随能力、运输便利性、大作业半径和无人驾驶特性,可以在偏远和艰险地区大面积普查工作中发挥重要作用。

项目成果先后获得了中国地质学会和中国地质调查局、中国地质科学院2013年度十大地质科技进展奖及2014年北京市科学技术二等奖,并发表学术论文17篇,申请专利4项,登记软件著作权3项。

验收专家组对项目成果给予了高度评价,认为本项目高质量地完成了任务,彩虹3型无人机航空物探(磁/放)测量系统的成功研制实现了我国实用化无人机航空物探系统从无到有的转变,形成了一整套较成熟的技术方法体系,填补了国内技术空白,是无人机技术和航空物探技术相结合的成功典范,为基础地质调查和能源资源调查实现重大发现或突破提供了一种安全先进的新技术和新装备,推动了我国无人机航空物探新兴产业的发展,研究成果具有较好的社会效益和经济效益前景。

  综上所述,低空无人机在物探中有着广阔的发展前景,随着国家对无人机飞行的规定完善,利用无人机来进行高精度、灵活多变的测绘,已经成为大势所趋。因此,在加大国家对无人机、监管力度的同时,不断完善和创新无人机物探技术,从而使低空无人机在物探工作上的应用效果更加显著,实现我国物探工作效率的普遍提升。

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