近年來,我國無人機領域發展十分迅猛,特別是民用無人機,已然發展爲全球性的優勢產業。在市場需求的推動下,我國無人機產業集羣加快了建設步伐,並取得了快速進展。未來,隨着國家政策逐步落地,市場發展愈發成熟,我國無人機產業或將迎來新一輪爆發。

無人機在物探領域的發展

無人機經過幾十年的發展歷程,從技術角度看已經比較成熟,是全球新一輪科技革命和產業革命的熱點,如今已經在影視航拍、傳統農林業、工業作業、災害救援、公共安全以、消費娛樂業等領域得到廣泛應用。隨着無人機研製、生產成本不斷降低,其旺盛的市場需求將逐步釋放。。隨着我國民航局對無人機交通法規的完善與頒佈,低空無人機在我國的應用廣度與深度必然是繼續增長的,據2016年中國民用無人機產業研究報告預測,國內僅民用無人機市場的規模將於2018年達到110.9億元,2017-2018年增速均超60%。

低空無人機產品在飛行動力技術、控制技術、導航通信技術等主要技術上的成熟與不斷完善,使無人機的產品功能得到了極大的豐富,逐漸擺脫了單一靶機、事態偵察的原有產品應用模式,開始在國有土地整治監控、城市地圖地形測量繪製、農田水利規劃建設等多個方面發揮積極作用,且能夠有效提升相關工作的工作效率,無人機經過幾十年的發展歷程,從技術角度看已經比較成熟。其成本低,易操縱,具有高度靈活性,能夠攜帶一些重要的設備從空中完成特殊任務,比如低空攝影測量等。

就拿低空無人機在測繪工作中的應用來講:

低空無人機在我國各項測繪工作中的應用方向是比較多的,各省市縣及鄉鎮地區,對城鎮的規劃建設、建築佈局、市政道路修建等,都需要通過低空無人機的低空攝影和信息處理,形成一定精度的圖像圖形,進而使城鎮建設得到更好的及時信息。同理,在全國各地的農田水利的建設中,在國有土地的整治監控工作中,在區域內廠礦建設中,以及複雜地域考古工作、森林保護與生態建設等多個方面,低空無人機都能夠較好的完成測繪工作,實現高質量、高精度、高效率的測繪。目前低空無人機所具備的測繪技術,是根據市場相關需求而逐漸完善的,簡而言之,其測繪技術已經能在國有土地資源與海洋環境、森林資源保護與病蟲防治、自然災害偵察與等級評估、農田植物生長與產量估算等工作上進行監測繪製,在城鎮建設規劃與政府管理工作上發揮巨大作用,同時是數字城市、數字地球的信息收集與更新完善非常主要的信息獲取方式。

地調局物化探所牽頭承擔的“基於無人機的航空物探(電/磁/放)綜合站測量技術研發與應用示範”項目通過驗收,項目成果被評定爲優秀級。這標誌着我國實用化的無人機航空物探(磁/放)綜合測量系統研製成功,這一研究成果填補了國內在該領域的技術空白,形成了一套安全係數高、工作效率高、測量質量高、智能化程度高的實用化無人機航空物探綜合測量方法技術,爲我國航空地球物理調查工作增添了一種安全先進的新裝備。該項目是中國地質調查局於2013年立項的工作項目,由地調局物化探所牽頭實施,聯合中國航天空氣動力技術研究院、核工業航測遙感中心等單位共同完成。項目主要任務是基於國產中型無人機平臺,研製無人機航空能譜測量系統和無人機航空磁法測量系統,集成實用化的航空物探(磁/放)綜合站,開展示範應用工作。科研人員圍繞總體目標任務,嚴格依據相關規範和設計要求,經過三年多的努力攻關,取得了重要成果和系列技術創新。

無人機在物探領域的發展

基於國產彩虹3型無人機平臺,自主研發了無人機航空磁法測量遠程控制系統、小型化無人機航空放射性測量系統和超低空三維航跡規劃及飛控仿真軟件,突破了測量系統的電磁兼容、磁場補償、放射性校準、自主避障和遠程測控等系列技術難題,開創了航空物探超低空全夜航作業模式,具備了具有世界領先水平的全天時、長航時、超低空跟隨和高精度測量能力。通過50架次、200航時的飛行試驗,該系統具備了超低空隨地形起伏飛行能力,達到了續航時長超過10小時、單架次航程超過2000千米、作業半徑超過500千米、測控精度優於±10米的長航時、大航程、超視距、高精度飛控設計指標。同時基本解決了在高海拔山區作業的技術難題,具備在海拔5000米高山區開展資源環境勘查工作的潛力;探索了“一站多機”測量方法。

項目組利用該系統先後在黑龍江多寶山、新疆克拉瑪依、塔里木盆地等區,以礦產資源、油氣資源調查爲目的,安全、高質地開展了無人機磁放測量任務,原始資料滿足航空磁測技術規範和項目設計要求,質量優秀,測量成果與已有資料高度吻合,並創下了夜航單架次航時8小時、航程1569千米的飛行測量記錄,充分驗證了系統的有效性和實用性,大大提高了資源環境勘查能力。

與有人機航空物探系統相比,該系統具有測量精度高、航時長、效率高、成本低、人員安全性高等優勢,在基礎地質調查、能源資源調查、礦產勘查等方面具有廣泛應用前景。同時,因其突出的夜航能力、高精度地形跟隨能力、運輸便利性、大作業半徑和無人駕駛特性,可以在偏遠和艱險地區大面積普查工作中發揮重要作用。

項目成果先後獲得了中國地質學會和中國地質調查局、中國地質科學院2013年度十大地質科技進展獎及2014年北京市科學技術二等獎,並發表學術論文17篇,申請專利4項,登記軟件著作權3項。

驗收專家組對項目成果給予了高度評價,認爲本項目高質量地完成了任務,彩虹3型無人機航空物探(磁/放)測量系統的成功研製實現了我國實用化無人機航空物探系統從無到有的轉變,形成了一整套較成熟的技術方法體系,填補了國內技術空白,是無人機技術和航空物探技術相結合的成功典範,爲基礎地質調查和能源資源調查實現重大發現或突破提供了一種安全先進的新技術和新裝備,推動了我國無人機航空物探新興產業的發展,研究成果具有較好的社會效益和經濟效益前景。

  綜上所述,低空無人機在物探中有着廣闊的發展前景,隨着國家對無人機飛行的規定完善,利用無人機來進行高精度、靈活多變的測繪,已經成爲大勢所趨。因此,在加大國家對無人機、監管力度的同時,不斷完善和創新無人機物探技術,從而使低空無人機在物探工作上的應用效果更加顯著,實現我國物探工作效率的普遍提升。

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