無人機：精準而優雅的夜空畫家

徐蜜桃

見識過中國年傳統的項目之后，咱們再來看一看中國年現代與科技的一面。在重大的節慶典禮時，無人機編隊表演開始成為常態，靈巧的無人機矩陣在夜空中變換出一幕又一幕精美的畫面，讓人驚奇不已。關于這些夜空中的繪畫精靈，你是否想過它們是怎么完成表演的呢？

三分天下，“草圖”要精準

想要控制一架無人機并不難，只需要一個飛手，那幾百架次的無人機同時起飛，還要讓它們乖乖地在天空中組合排列出預設的畫面，這需要什么樣的技術？肯定不是幾百名飛手同時操作，想想你們做課間操時的場景，就知道要實現幾百人動作的整齊劃一有多難了，這背后發力的是無人機的編隊集群控制技術。

具體來講，在飛行表演之前，工作人員需要確定三個區域——起飛區、表演區和觀眾區。起飛區是無人機集群擺放和起飛降落的地方，表演區是無人機升空之后表演的區域，就是天空中“畫布”的位置，觀眾區則是觀眾現場觀看和攝像機擺放的位置。確定了三塊區域，執飛人員會用專業設備采集三塊區域的地理信息并輸入編程軟件，將三塊區域實現互相關聯。

當“畫布”的大小和位置確定之后，工作人員便可以用特定的編程軟件，在電腦上畫“草圖”。與在紙上畫畫不同的是，編程軟件里的“草圖”就是每架無人機的飛行路徑，所以在前期編舞階段，工程師要做好嚴密的驗算和試跑，保證飛行路徑的準確無誤。

三個小妙招，讓無人機群乖乖作畫

“草圖”畫好之后，如何讓無人機在天空去實現這些圖案并且互不干擾呢？這就不得不提其中的三個小妙招了。

● 妙招一，搭建局域網，互相不干擾。

還記得電影《流浪地球2》中，突然失控的無人機嗎？一場大型的無人機表演，參演的無人機成百上千架，萬一失控后果可不堪設想。

所以起飛之前，地面的執飛人員在無人機的擺放區，把電臺、RTK 基站、POE 設備、AP 設備和終端電腦一字擺開，為執行任務的幾百架無人機搭建一個小型的局域網，形成一個封閉的網絡空間。這樣，無論外界的電磁信號有怎樣的波動，局域網內無人機的通信都不會受到影響，實現安全的飛行表演。

● 妙招二，表演計劃早知道，有序飛行不亂跑。

當地面設備一切準備就緒，工作人員便可以通過總控端的電腦，給每一架無人機分批次地分發獨一無二的專屬任務文件。文件記錄著每架無人機從表演開始到結束的全部任務信息，包括每一秒鐘它的高度、速度、加速度、經緯度、燈光的顏色等詳細參數，都被安排得明明白白。

● 妙招三，精準定位有保障，緊密相連不碰撞。

有的同學可能會好奇：即使有了任務文件，無人機又是如何判別自己的位置呢？它們在空中不會迷路嗎？

秘密都在無人機內置的RTK 模塊之中。RTK 模塊你可能不了解，但說到汽車導航時所用的GPS 定位軟件，你一定不陌生。RTK 模塊是在GPS 定位的基礎上開發的一款厘米級定位軟件，在RTK 軟件的加持下，無人機不僅會捕獲自己的位置信息，而且可以達到厘米級別的精準。如此一來，幾百架次的無人機便可以確認自己的飛行路徑，從而各“飛”其道，彼此之間不會發生碰撞。

所以，在這“三個保險”的共同加持下，無人機集群才得以完美地完成飛行任務，為夜空帶來了一幅幅震撼絕倫的畫面！

地理啟蒙

·七年級地理上“利用經緯網定位”

·地球表面任一地點的經緯度位置，就是某條經線和某條緯線的交點。