无人机飞行控制系统若干关键技术研究

孙显生，刘嵩鹤，刘 恋

(解放军95072部队，广西 南宁 530022)

0 引言

目前，无人机项目的发展还有很大的空间。由于整个社会的重视，无人机的技术进步十分迅速。欧美各国更是将无人机方面的科技作为未来军事方面的重要提升对象和最值得发现的目标，都制定了一系列的计划来发展无人机技术[1]。在这样高速的发展下，无人机的科学观念日新月异。当前，无人机的各项性能都必须着眼于真正有用的方面，并且要充分考虑10年甚至20年后可能出现的整体现象情况。

1 无人机简述

无人机是一种没有人员驾驶、有飞行能力的特殊工具，可以直接被地面的人员操控，对于很多危险的工作有极其强大的功能。其在普通飞机的原理上增加了全面的智能化设计，可以在空中独立飞行，备受青睐。现阶段，无人机主要有4个方面的用途，具有类别上的相同性、功能上的特殊性。

无人机在大多数情况下指的是与军事方面相关的没有人员驾驶的飞机。这类的飞机的作用一般是对较危险的地区进行勘察和对可能造成人员伤亡的特殊性任务以及对目标进行军事化打击。不同的无人机可以运用于不同的任务，比如观察目标较小、对目标的要求不太高、飞行高度较低的目标就会运用一些比较简单的无人机进行勘察，而对于那些具有重要军事作用的问题就会采用更高级别、更准确的侦察手段来进行工作。无人机可以在战争中发挥极大的作用，有较为强大的攻击力量但不会造成伤亡，成为各国研究的重点。

2 完善无人机的过程

最初，军队为了缓解军事压力而提出无人机的概念。随着世界各国对无人机的研究和无人机行业的发展，各种各样的无人机问世。其被赋予越来越多的职能，直接推动了社会的进步和发展。80年前，无人机还处于起步阶段，作用极小。如今，没有一个国家会看不起无人机的作用。从无人问津到成为每个国家的发展重点，无人机更是一个时代进步的缩影[2]。

无人机的快速发展可以让人们对于特殊的问题不用考虑人员伤亡的情况。这样的飞行方式更加可行，在一些人们无法到达的地方，无人机可以轻松飞行。同时拥有了无人机的军队战斗力直线上升。无人机没有人的思想，不会畏惧，在战争中可以造成最直接致命的打击，这是多少人员都换不来的战略价值。此外，民用的无飞机在很多方面的检测工作中发挥着重大的作用，其功能越多，越能更好地为人们服务。

3 无人机的特殊性

无人机依赖于地面人员的操控来进行各种各样的工作，不用担心驾驶人员的安全问题。一般是由地面的基站在远处控制无人机的飞行与工作，这就需要强大的通信设备为其提供支持，我国自主研发的北斗系统也正好解决了这一难题，为无人机的发展做出了不可磨灭的贡献。要想使无人机正常无误地工作，控制的准确性就必不可少。远距离的控制很容易出现盲区、操作延迟、信号中段等技术性问题。无论是哪一种状况，都极大地影响了无人机的工作能力，急需解决。在这个方面，通信功能和控制功能是核心。

无人机的致命缺点就是缺少一定的自主性。无人机只能按照地面人员的控制来飞行，一旦遇到突发情况，地面人员无法及时解决。如果有驾驶员，可以通过驾驶员的临场反应来应对，远处的控制永远无法明确现场的真实情况，仅靠监控不足以应对大部分的突发情况，容易导致无人机报废，增加经济负担。得益于人工智能的发展，现在的无人机可以实现对周围环境的初步认知，会自主选择一条合适的道路来进行任务。

各种不确定因素的存在就是在给无人机的发展创造机会。在这样的挑战下，无人机才可以做到更加完美、更容易趋于问题的解决方面和任务的完成。在人工智能的帮助下，无人机面对各种可能出现的危害，可以做出初步的判断，无论是航线的改变，还是飞行高度、速度的变化，都有助于无人机完好无损地完成任务，促进了无人机技术的完善。

将人们的控制和无人机的自主性巧妙结合起来才能更好地解决无人机在现阶段最主要的问题。在飞行中遇到问题时，无人机自主做出选择反馈给地面控制，如果地面控制解决不了问题就交给无人机的自主选择。这样就能够在保证无人机工作效率的同时，保证其安全性和可用性。

4 无人机最核心的科技

在技术全面发展的今天，无人机飞行的操控目标依旧是优先实现对无人机变化的操控。最近几年来，无人机飞行的影响因素得到各国的广泛研究。值得关注的是，对无人机的管控在某些方面出现了不能确定的情况，怎样解决这个问题成为各国的难题[3]。无人机在飞行的过程中遭遇突发情况是不可避免的，人们必须完善管控和自我方面的合理调配，从根本上解决无人机的安全性问题，减少无人机的损耗，从而降低任务的成本。

在对无人机多个样式的自主调控技术进行表述的资料中，提到了一个新型的控制方法，也可以称作高科技的自主飞行能力。这种方法一出世就得到了广泛关注，其所拥有的优点无可取代，不仅适合无人机的管控，还可以在其他高新产业方面发挥十分重要的作用。这种方法所具备的条件和优势包括：

(1)利用一层层相互分开的模式来控制，不仅可以保障无人机的自主性，还方便地面基站的管控以及系统的优化。(2)利用多方面相适合的方法来进行计算，快速明确无人机的状况，方便计算不确定因素的距离、状况，例如可以测出工作的环境因素。(3)运用多个方面的理念，能够充分减少无法控制的危险状况、降低控制的难度系数和无人机的能耗，进一步满足人们的要求。(4)采用已经被实验证明了的正确、科学的应用方法，实现对无人机状况的随时监控以及对周边环境的实时监测，能够最大限度地保证信息的完整性、减少意外事件的发生，相比于原来的应用方式，能够极大地保障无人机的工作安全、提高其工作效率、提高信息的准确性。(5)多层次、更全面的管控方法十分适合无人机的发展现状，可以充分结合数据，进一步提升操作水平，有利于无人机技术的成熟。还可以将最初的驾驶技术和无人机的飞行相结合，复制驾驶员的经验到无人机上去，使无人机的操作更加可行。

5 整个技术的未来观和大局走向

无人机绝不仅应用于军事打击方面，想要真正提高无人机技术，必须将其和未来其他方面的发展相结合，比如人工智能、网络的完善等，使其具备其他方面的特色。

5.1 整体的行业趋势

无人机其实就是一种被人们控制的飞行道具，由地面人员发出相应的指令，在问题发生的地方，用无人机完成人们做不到的事情、到达人们无法触及的地方。这是对无人机最基本的要求。在社会高速发展的今天，无人机成为推动社会经济发展的一大重要动力，其最大特点就是可以在除了水下以外的所有地区工作，这也正说明了其发展离不开其他相关高新科技方面的配合，同时需要更先进的技术为提供计算支持，才能够做到万无一失，而且需要随时被人们控制。无人机的发展趋势一定是在提高技术和降低成本上更进一步，在能力方面更加完善。

5.2 充分利用先进的科技成果

没有人在飞机上进行操作，但是在实际工作中又离不开人的操控，在这种情况下完成应有的任务，充分与环境相结合，适应周边的一切问题，让无人机能够在社会经济的发展过程中扛起大旗，进一步让该项目成为重中之重。简单的操控是不可能解决无人机的技术问题的，要想进一步完善，就必须与高科技相互结合，发挥其最大的优势。利用好层层分明的结构，是降低问题困难性的根本方法，能够进一步提高无人机的工作效率、降低风险水平、减少能源消耗和自身的损耗，进一步促进无人机的发展。在可能的情况下，应该进一步与人工智能相互结合，只有这样面对任何突发情况，才能将问题迎刃而解，直接改变无人机的发展困境。

6 结语

无人机项目的研究与完善任重而道远，走在科技前沿的技术提供了层次化管理控制的无人机管理模式。在对自主权的改变中，可以从很多方面入手，用新的技术方法不断完善决策，增强无人机项目的可行性。