無人機飛行控制系統若干關鍵技術研究

孫顯生，劉嵩鶴，劉 戀

(解放軍95072部隊，廣西 南寧 530022)

0 引言

目前，無人機項目的發展還有很大的空間。由于整個社會的重視，無人機的技術進步十分迅速。歐美各國更是將無人機方面的科技作為未來軍事方面的重要提升對象和最值得發現的目標，都制定了一系列的計劃來發展無人機技術[1]。在這樣高速的發展下，無人機的科學觀念日新月異。當前，無人機的各項性能都必須著眼于真正有用的方面，并且要充分考慮10年甚至20年后可能出現的整體現象情況。

1 無人機簡述

無人機是一種沒有人員駕駛、有飛行能力的特殊工具，可以直接被地面的人員操控，對于很多危險的工作有極其強大的功能。其在普通飛機的原理上增加了全面的智能化設計，可以在空中獨立飛行，備受青睞。現階段，無人機主要有4個方面的用途，具有類別上的相同性、功能上的特殊性。

無人機在大多數情況下指的是與軍事方面相關的沒有人員駕駛的飛機。這類的飛機的作用一般是對較危險的地區進行勘察和對可能造成人員傷亡的特殊性任務以及對目標進行軍事化打擊。不同的無人機可以運用于不同的任務，比如觀察目標較小、對目標的要求不太高、飛行高度較低的目標就會運用一些比較簡單的無人機進行勘察，而對于那些具有重要軍事作用的問題就會采用更高級別、更準確的偵察手段來進行工作。無人機可以在戰爭中發揮極大的作用，有較為強大的攻擊力量但不會造成傷亡，成為各國研究的重點。

2 完善無人機的過程

最初，軍隊為了緩解軍事壓力而提出無人機的概念。隨著世界各國對無人機的研究和無人機行業的發展，各種各樣的無人機問世。其被賦予越來越多的職能，直接推動了社會的進步和發展。80年前，無人機還處于起步階段，作用極小。如今，沒有一個國家會看不起無人機的作用。從無人問津到成為每個國家的發展重點，無人機更是一個時代進步的縮影[2]。

無人機的快速發展可以讓人們對于特殊的問題不用考慮人員傷亡的情況。這樣的飛行方式更加可行，在一些人們無法到達的地方，無人機可以輕松飛行。同時擁有了無人機的軍隊戰斗力直線上升。無人機沒有人的思想，不會畏懼，在戰爭中可以造成最直接致命的打擊，這是多少人員都換不來的戰略價值。此外，民用的無飛機在很多方面的檢測工作中發揮著重大的作用，其功能越多，越能更好地為人們服務。

3 無人機的特殊性

無人機依賴于地面人員的操控來進行各種各樣的工作，不用擔心駕駛人員的安全問題。一般是由地面的基站在遠處控制無人機的飛行與工作，這就需要強大的通信設備為其提供支持，我國自主研發的北斗系統也正好解決了這一難題，為無人機的發展做出了不可磨滅的貢獻。要想使無人機正常無誤地工作，控制的準確性就必不可少。遠距離的控制很容易出現盲區、操作延遲、信號中段等技術性問題。無論是哪一種狀況，都極大地影響了無人機的工作能力，急需解決。在這個方面，通信功能和控制功能是核心。

無人機的致命缺點就是缺少一定的自主性。無人機只能按照地面人員的控制來飛行，一旦遇到突發情況，地面人員無法及時解決。如果有駕駛員，可以通過駕駛員的臨場反應來應對，遠處的控制永遠無法明確現場的真實情況，僅靠監控不足以應對大部分的突發情況，容易導致無人機報廢，增加經濟負擔。得益于人工智能的發展，現在的無人機可以實現對周圍環境的初步認知，會自主選擇一條合適的道路來進行任務。

各種不確定因素的存在就是在給無人機的發展創造機會。在這樣的挑戰下，無人機才可以做到更加完美、更容易趨于問題的解決方面和任務的完成。在人工智能的幫助下，無人機面對各種可能出現的危害，可以做出初步的判斷，無論是航線的改變，還是飛行高度、速度的變化，都有助于無人機完好無損地完成任務，促進了無人機技術的完善。

將人們的控制和無人機的自主性巧妙結合起來才能更好地解決無人機在現階段最主要的問題。在飛行中遇到問題時，無人機自主做出選擇反饋給地面控制，如果地面控制解決不了問題就交給無人機的自主選擇。這樣就能夠在保證無人機工作效率的同時，保證其安全性和可用性。

4 無人機最核心的科技

在技術全面發展的今天，無人機飛行的操控目標依舊是優先實現對無人機變化的操控。最近幾年來，無人機飛行的影響因素得到各國的廣泛研究。值得關注的是，對無人機的管控在某些方面出現了不能確定的情況，怎樣解決這個問題成為各國的難題[3]。無人機在飛行的過程中遭遇突發情況是不可避免的，人們必須完善管控和自我方面的合理調配，從根本上解決無人機的安全性問題，減少無人機的損耗，從而降低任務的成本。

在對無人機多個樣式的自主調控技術進行表述的資料中，提到了一個新型的控制方法，也可以稱作高科技的自主飛行能力。這種方法一出世就得到了廣泛關注，其所擁有的優點無可取代，不僅適合無人機的管控，還可以在其他高新產業方面發揮十分重要的作用。這種方法所具備的條件和優勢包括：

(1)利用一層層相互分開的模式來控制，不僅可以保障無人機的自主性，還方便地面基站的管控以及系統的優化。(2)利用多方面相適合的方法來進行計算，快速明確無人機的狀況，方便計算不確定因素的距離、狀況，例如可以測出工作的環境因素。(3)運用多個方面的理念，能夠充分減少無法控制的危險狀況、降低控制的難度系數和無人機的能耗，進一步滿足人們的要求。(4)采用已經被實驗證明了的正確、科學的應用方法，實現對無人機狀況的隨時監控以及對周邊環境的實時監測，能夠最大限度地保證信息的完整性、減少意外事件的發生，相比于原來的應用方式，能夠極大地保障無人機的工作安全、提高其工作效率、提高信息的準確性。(5)多層次、更全面的管控方法十分適合無人機的發展現狀，可以充分結合數據，進一步提升操作水平，有利于無人機技術的成熟。還可以將最初的駕駛技術和無人機的飛行相結合，復制駕駛員的經驗到無人機上去，使無人機的操作更加可行。

5 整個技術的未來觀和大局走向

無人機絕不僅應用于軍事打擊方面，想要真正提高無人機技術，必須將其和未來其他方面的發展相結合，比如人工智能、網絡的完善等，使其具備其他方面的特色。

5.1 整體的行業趨勢

無人機其實就是一種被人們控制的飛行道具，由地面人員發出相應的指令，在問題發生的地方，用無人機完成人們做不到的事情、到達人們無法觸及的地方。這是對無人機最基本的要求。在社會高速發展的今天，無人機成為推動社會經濟發展的一大重要動力，其最大特點就是可以在除了水下以外的所有地區工作，這也正說明了其發展離不開其他相關高新科技方面的配合，同時需要更先進的技術為提供計算支持，才能夠做到萬無一失，而且需要隨時被人們控制。無人機的發展趨勢一定是在提高技術和降低成本上更進一步，在能力方面更加完善。

5.2 充分利用先進的科技成果

沒有人在飛機上進行操作，但是在實際工作中又離不開人的操控，在這種情況下完成應有的任務，充分與環境相結合，適應周邊的一切問題，讓無人機能夠在社會經濟的發展過程中扛起大旗，進一步讓該項目成為重中之重。簡單的操控是不可能解決無人機的技術問題的，要想進一步完善，就必須與高科技相互結合，發揮其最大的優勢。利用好層層分明的結構，是降低問題困難性的根本方法，能夠進一步提高無人機的工作效率、降低風險水平、減少能源消耗和自身的損耗，進一步促進無人機的發展。在可能的情況下，應該進一步與人工智能相互結合，只有這樣面對任何突發情況，才能將問題迎刃而解，直接改變無人機的發展困境。

6 結語

無人機項目的研究與完善任重而道遠，走在科技前沿的技術提供了層次化管理控制的無人機管理模式。在對自主權的改變中，可以從很多方面入手，用新的技術方法不斷完善決策，增強無人機項目的可行性。