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多旋翼或将成无人机主流 从业者应共同呵护产业环境

浏览次数: 发布日期:2014年10月29日
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无人机因为其轻巧灵活,起飞降落影响因素小,便于携带传感器等优势受到测绘地理信息领域越来越多的关注,并且这已经是国内外的一种现状。而且,无人机的受热捧不仅仅局限于测绘地理信息行业,在其他行业,无人机也同样是炙手可热的产品。

早前我的同事前往德国柏林参加INTERGEO2014时,曾在文章写到,今年INTERGEO展会的主角是无人机,有55家来自世界各地的无人机制造厂商在展会中亮相,而涉及无人机的展位更是达到了百余家,俨然是要取代移动测量成为新的风潮。那么,国内最大的测绘地理信息技术装备展览会的情况又如何呢?答案是同样如此。虽然没有那么多的无人机制造厂商前来参展,但在展览会最主要的A馆特装展区,近50%的展位都有无人机的身影。同时,主办方还在展期第二天的下午专门设置了无人机低空航空摄影测量技术论坛,会场一座难求,由此可见这个行业对无人机的关注程度。

实际上,自从2008年的汶川地震之后,国家测绘地理信息局就开始在全国范围内大力推广无人机在测绘应急方面的应用。汶川地震暴露出了我国在面对突发重大自然灾害时,不能及时获取受灾地区遥感数据的软肋,因此也才有了李小文院士那篇引起广泛讨论的“遥感道歉”。但知耻后勇,在此后发生的数次重大自然灾害中,国家测绘地理信息局派出的无人机航摄队伍基本都能做到在第一时间获取到灾区遥感数据,为抢险救灾的决策提供了重要依据。这得益于无人机作为传感器的搭载平台,受灾后地形变化以及天气影响相对较小的优势。经过六年多以来的发展,国内已经有越来越多的测绘地理信息企业涉足无人机业务,而产业链也基本覆盖了无人机制造、传感器研发、数据采集、数据处理软件研发等。国家遥感中心无人机遥感系统信息库目前已经收录了104种可以搭载各类遥感传感器的无人机机型信息。

无人机同卫星导航定位系统一样,其用途分为军用和民用。虽然目前的市场规模是军用无人机占据很大一部分,但民用无人机的市场也在迅速成长。2014年第五届中国无人机大会举办期间媒体报道的市场规模数据显示,未来二十年,国内无人机市场主要集中在战斗无人机研发与装备,市场容量在600亿至1500亿之间,而国内民用无人机需求将达到460亿元。根据美国航空咨询公司蒂尔集团(Teal Group)2014年的市场调研数据,未来十年,每年全球无人机市场的支出费用与现在相比将翻倍,由目前的64亿美元增长至115亿美元,而未来十年累积的支出费用将达到910亿美元。蒂尔集团的报告还指出,未来十年,民用无人机的市场规模将比现在提高3个百分点,达到14%的市场份额。蒂尔集团对无人机搭载的有效载荷的市场规模也做出了预测,他们认为,包括电子光学/红外传感器、合成孔径雷达、通信情报系统、C4I系统等在内的有效载荷的市场规模将由2014年的28亿美元增长至2023年的56亿美元。这些预测数据无疑给民用无人机市场的发展增加了信心,同时也表明,民用无人机今后将扩展至更广泛的行业,将有着巨大的应用需求。

对民用无人机市场规模进行了解之后,笔者对本届展览会无人机论坛里传递出的信息进行一下梳理。

无人机的趋势

目前,我们在测绘地理信息行业应用的无人机主要分为固定翼和多旋翼两类,这两种类型各有优势,但在中测瑞格测量技术(北京)技术有限公司总经理陈亮和徕卡测量系统(北京)有限公司航测技术部应用工程师刘阳看来,多旋翼的无人机将会在未来占据主导地位。

陈亮认为,使用电动马达的多旋翼无人机可以改善操控性能,提高安全性能,随着电池技术的进步,多旋翼飞机的安全性和易用性将帮助其能够得到更广泛的应用。刘阳认为,相较于固定翼无人机,多旋翼无人机不需要跑道可以实现垂直起降,对场地要求低;能够支持倾斜摄影或其他角度摄影,在侧风时仍然可以获得理想的航片重叠度;在飞行姿态方面则支持悬停,使得飞行更加平稳,对无人机的操作者技术要求低。

当然,在执行项目时,选择哪种飞行方式的无人机还是需要根据具体项目情况而定。内蒙古乔泰国土勘测技术有限公司教授级工程师张宝成介绍他们所做的农村确权项目时,选择的就是固定翼无人机,因为内蒙古地区地广人稀,地势平坦,有足够的空间用于无人机起飞和降落,得到的DOM、DLG等成果的精度都在行业规范的标准范围内;北京红鹏天绘科技有限责任公司总裁徐鹏介绍他们参与鲁甸地震抢险救灾工作时携带的则是多旋翼无人机,这是因为地震后的灾区地质条件复杂,没有适合固定翼无人机起降的良好地形条件,而多旋翼无人机可以垂直起降,悬停,并且能够携带用于倾斜摄影测量的相机,帮助他们在第一时间获得了数据并构建了灾后的地形三维数据,给地质监测提供了可靠的决策支撑。

除此之外,陈亮在总结无人机低空摄影测量技术的发展方向时认为,无人机搭载的传感器将向着多样化、专业化发展。中测新图(北京)遥感技术有限责任公司总经理李英成在随后的演讲中也对此表示了赞同。他讲到,现在用于无人机的中幅面测量型数码相机,面阵可以达到8000万像素,重量却可以控制在1.5公斤左右;无人机用倾斜多视立体航摄像机、无人机用轻小型传感器测姿定位系统等都已经在实际航飞过程中得到了应用。而笔者在展览会现场也看到,像北科天绘这样专注于激光雷达的企业还展示可用于无人机的轻量化激光雷达传感器。据陈亮介绍,高光谱、热红外等专门用于无人机的传感器也都正在不断涌现。

现在,高精度双频GPS差分技术在无人机领域开始得到广泛应用,国内外各知名厂商相继推出了无人机专用的接收机,对相机拍摄瞬间时的无人机姿态进行记录,用于航测后处理时的相片定位和纠正。应用高精度双频GPS差分辅助空三技术,可以大量减少地面控制点,满足稀少控制测图的需要。随着北斗卫星导航系统的逐渐成熟,出现了基于北斗/GPS的组合导航方式,同时还有企业利用北斗短报文技术进行任务上传,实现对无人机的精准控制。

无人机的风险

很多人或许有这样一个误区,认为操控无人机就像操作航模一般简单,但实际上,操控无人机还是会面临很大的风险。

首先是人身风险。虽然无人机正在向着轻量化发展,但在搭载了各种设备之后,其自身重量也相当可观。因此,如果被无人机击中,很容易重伤,甚至付出生命。天下图旗下的北京朗天博泰科技有限公司总经理石礼上在演讲中就讲述了他曾亲历过的类似事件。他告诫大家在进行无人机操控时,一定要注意安全,不需要为此付出时间和生命的代价。

其次是财产风险。无人机不同于航模,它搭载着各种精密昂贵的传感器设备,这些设备的价值动辄百八十万元甚至更高。面对如此精贵的“测绘装备”,无人机的操控人员更需要技术和心理过硬,若稍有不慎,很容易造成飞机坠毁,那么搭载的设备自然也随之报废。徐鹏在谈到21世纪初他带领着团队进入无人机领域时,就曾在试飞将当时一架价值7万多元的无人机“报销”了,这个价钱,可以在当时的天河地区购买一套60平方米左右的房子。

规避这两种风险,方法之一就是培养合格的无人机操控手。据石礼上介绍,现在国家测绘地理信息局与中国民用航空管理局都有相应的无人机培训体系,有无人机法规及训练机构审定规则,经过培训的无人机操控手也需要进行资格考核与注册。

无人机的管理

这段时间无人机领域最受关注的一个事件就是,北京发生的三人利用无人机进行非法航测,造成各方财产损失,将承担刑事责任。围绕着这起事件,无人机应如何管理成为热点话题。一方面是我国尚没有完善的无人机管理机制,另一方面则是低空空域尚未开放,申请空域困难的现实。

根据腾讯科技的报道,我国目前涉及无人机管理的法规主要有:

2003年5月1日,我国开始施行《通用航空飞行管制条例》,明确规定无人机用于民用业务飞行时,须当作通用航空飞机对待。从2005年开始,按民航部门的要求,无人机都必须加装空管应答机,并具备防撞功能。

2009年以来,我国民航主管部门颁布了多个管理文件:《关于民用无人机管理有关问题的暂行规定》和《民用无人机适航管理工作会议纪要》,主要解决无人机的适航管理问题;《民用无人机空中交通管理办法》主要解决无人机的空域管理问题;《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》主要解决无人机的驾驶员资质管理。

2013年出台的《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》指出,重量小于等于7公斤的微型无人机,飞行范围在目视视距内半径500米、相对高度低于120米范围内,无须证照管理,但应尽可能避免遥控飞机进入过高空域;重量等指标高于上述标准的无人机以及飞入复杂空域内的,驾驶员需纳入行业协会甚至民航局的监管。

按照国家民航局的规定,今年4月起,无人机驾驶员资质及训练质量管理由中国航空器拥有者及驾驶员协会(中国AOPA)负责,这也是我国首次对无人机驾驶员的资质培训提出要求,分析人士认为这迈出了无人机正规化管理第一步。

在腾讯科技的这篇报道中,还提到,中国民航局目前正就《无人机空域管理规定》征求意见,不久后有望出台。无人机的飞行与通航飞机不同,属于临时飞行限制区域作业,意味着只是划设一块区域,让无人机在区域内作业。因此,意见稿涉及无人机在隔离空域飞行,在融合空域飞行的内容,主要针对民用无人机如何申报飞行计划,申报应具备哪些条件,以及在哪些空域里可以飞行等。如果该规定得以颁布,那么就意味着民用无人机的作业将有规可循,使无人机的飞行合法化,并将进一步促进无人机市场的发展。

在监管层面,李英成建议应用北斗通讯技术实现对无人机飞行的监管。一方面利用北斗短报文向空管部门传输无人机的位置数据,另一方面联合国家测绘地理信息局、民政部、国家海洋局等部委,构建跨越多行业、覆盖多领域的无人机遥感网络,从无人机资源,飞行任务,以及元数据共享等多个层面形成注册机制,使无人机飞行能够有序进行。

最重要的是,如石礼上在演讲时所呼吁的那样,这个行业的从业者们应该共同呵护所处的行业环境,在目前的政策和管理体系下,合法作业,这样才能形成产业发展的良性循环。

         (来源: 3snews )  

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