無人機理論與法規教師：朱紅梅前言/PREFACE課程定位通識課考核方式總評分=作業（50%）+期末考試（50%）-考勤分

聯系方式TELE：maymayzhu@授課形式傳統教學+職教云01初識無人機無人機的概念無人機的分類無人機系統

PART1PART3PART2無人機的應用

PART4無人機系統UAS：UnmannedAircraftSystem，也稱無人駕駛航空器系統（RPAS：RPASystem）是指一架無人機、相關的遙控站、所需的指令與控制數據鏈路以及批準的型號設計規定的任何其他部件組成的系統。無人駕駛航空器UA：UnmannedAircraft是一架由遙控站管理（包括遠程操縱或自主飛行）的航空器，也稱遙控駕駛航空器（RPA：RemotelyPilotedAircraft），簡稱無人機。無人機系統駕駛員由運營人指派對無人機的運行負有必不可少職責并在飛行期間適時操縱飛行的人。無人機系統的機長指在系統運行時間內，負責整個無人機系統運行和安全的駕駛員。航模?無人機?VS航模航空模型是一種重于空氣的，有尺寸限制的，帶有或不帶有動力裝置的，不載人的航空器。組成無人機無人機是一種由無線電遙控設備或自身程序控制裝置操縱的無人駕駛飛行器。飛行方式飛行方式無人機可以實現自主飛行，也就是無人機的本身是帶了“大腦”飛行，可能“大腦”受限于人工智能，沒有人腦靈光航模必須由人來通過遙控器控制，航模的“大腦”始終是在地面，在操縱人員的手上。

用途更偏向于軍事或民用特種用途。無人機多執行超視距任務，最大任務半徑上萬公里。通過機載導航飛控系統自主飛行。通過鏈路系統上傳控制指令和下傳任務信息。更接近于玩具。航模通常在目視視距范圍內飛行，控制半徑小于800米，操作人員目視飛機，通過手中的遙控發射機操縱飛機，機上一般沒有任務設備。無人機比航模要復雜，由飛行平臺、動力系統、飛控導航系統、鏈路系統、任務系統、地面站等組成。主要是為了完成特定任務，追求的是系統的任務完成能力，科技含量高。航空模型由飛行平臺、動力系統、視距內遙控系統組成。主要為大眾的觀賞性，追求外表的像真或是飛行優雅等，科技含量不高。部分高檔的航空模型和低檔的無人機在飛行平臺、動力系統部分并無太大區別。管理在我國，民用無人機由民航局統一管理，軍用無人機由軍方統一管理。在我國，航空模型由國家體委下屬航空運動管理中心管理。1914年設想無人機扔炸彈1917年“空中魚雷”式1935年“蜂后”式無人機的問世,真正開始無人機時代21世紀初民用無人機誕生無人機的起源與發展多用途無人機80—90年代，除了美國和以色列外，其他國家的許多飛機制造公司也在從事無人機的研制與生產。全世界都在造無人機！美國“全球鷹”無人機美國“捕食者”無人機美國“影子200”無人機美國“掃描鷹”無人機美國“火力偵察兵”無人直升機西方國家中在無人機研制與生產領域占據領先位置的是美國。今天，美軍有用于各指揮層次––從高級司令部到營、連長的全系列無人偵察機。許多無人機可以攜帶制導武器（炸彈、導彈）、目標指示和火力校射裝置。最著名的是“捕食者”可復用無人機，世界上最大的無人機––“全球鷹”，“影子-200”低空無人機，“掃描鷹”小型無人機，“火力偵察兵”無人直升機。01初識無人機無人機的概念無人機的分類無人機系統

無人機的應用

PART1PART3PART2PART401020304無人機分類安裝用途分類軍用無人機民用無人機固定翼無人機旋翼無人機無人飛艇傘翼無人機撲翼無人機按照尺度分類（民航法規）微型無人機（小于7kg）輕型無人機（7~116kg）小型無人機（116~5700kg）大型無人機（大于5700kg）按活動半徑分類超近程無人機（小于15km）近程無人機（15~50km）短程無人機（50~200km）中程無人機（200~800km）遠程無人機（大于800km）按飛行平臺構型分類05按任務高度分類超低空無人機（0~100m）低空無人機（100~1000m）中空無人機（1000~7000m）高空無人機（7000~18000m）超高空無人機（高于18000m）軍用無人機偵察無人機誘餌無人機無人戰斗機通信中繼無人機電子對抗無人機目前超過70%的無人機使用于軍事用途軍用：指用于民用航空活動之外的無人機，包括用于執行軍事、海關、警察等飛行任務的無人機。根據用途可分為偵察無人機、誘餌無人機、電子對抗無人機、通信中繼無人機、無人戰斗機以及靶機等。民用：用于民用航空活動的無人機。根據用途，可分為工業無人機和消費無人機。誘餌無人機用于隨攻擊機群編隊飛行以掩護攻擊機群突防作戰,或模擬機群實施佯動用于炮兵定位和校射偵察。裝載電子對抗設備,用于電子對抗的無人駕駛飛機。可以用于飛臨目標上空實施抵近干擾無人機還可以作為通信平臺，與衛星通信平臺相比，系統構筑簡單，高速、低滯后通信能力是執行空中偵察·戰場監視和戰斗毀傷評估等任務的作戰支援裝備分類方式-安裝用途分類民用無人機航拍攝影商用快遞消費娛樂農業植護電力巡檢分類方式-安裝用途分類分類方式-按平臺分類旋翼無人機固定翼無人機多旋翼無人機無人飛艇傘翼無人機撲翼式無人機按照平臺劃分

由多組動力系統組成的飛行平臺，一般常見的有四旋翼、六旋翼、八旋翼……甚至更多旋翼組成。多旋翼機械結構非常簡單，動力系統只需要電機直接連槳就行。優點是機械簡單，能垂直起降，缺點是續航時間最短，載荷小。

旋翼無人機固定翼，顧名思義，就是機翼固定不變，靠流過機翼的風提供升力。跟我們平時做的飛機一樣，固定翼無人機起飛的時候需要助跑，降落的時候必須要滑行，但這類無人機續航時間長、飛行效率高、載荷大。

固定翼無人機多旋翼無人幾旋翼飛行器是一類通過多個定距槳（螺旋槳）正反旋轉與轉速控制提供飛行器升力與飛行器姿態調整。這樣的定義方式使我們準確了解多旋翼飛行器的旋翼結構、升力來源、姿態控制方式。分類方式-按平臺分類

這類飛行器是從鳥類或者昆蟲啟發而來的，具有可變形的小型翼翅。它可以利用不穩定氣流的空氣動力學，以及利用肌肉一樣的驅動器代替電動機。在戰場上，微型無人機、特別是昆蟲式無人機，不易引起敵人的注意。即使在和平時期，微型無人機也是探測核生化污染、搜尋災難幸存者、監視犯罪團伙的得力工具

無人飛艇傘翼機撲翼式微型無人機飛艇是一種輕于空氣的航空器，它與熱氣球最大的區別在于具有推進和控制飛行狀態的裝置。這類飛行器是一種理想的空中平臺，無論是用來空中監視、巡邏、中繼通信還是空中廣告飛行、任務搭載試驗、電力架線，其應用范圍是廣泛的。

一種用柔性傘翼代替剛性機翼的飛機，傘翼大部分為三角形，也有長方形的。傘翼可收疊存放，張開后利用迎面氣流產生升力而升空，起飛和著陸滑跑距離短，只需百米左右的跑道，常用于運輸、通信、偵察、勘探和科學考察等。撲翼無人機分類方式-按平臺分類請同學判斷以下圖片對應的無人機類型>>固定翼無人機旋翼無人機無人飛艇傘翼無人機撲翼無人機多旋翼無人機分類方式-按平臺分類《變形金剛》里收到命令進行緊急戰場偵察的捕食者無人機《鷹眼》在阿富汗作戰的特種部隊手動投放的美洲豹無人偵察機，該無人機體積小，隱蔽性極強課外延申-電影《鷹眼》中情報確認后，掛載JDAM和地獄火導彈的MQ--9無人機出動打擊《天龍特攻隊》中掛彈執行任務的MQ--9無人機《碟中諜3》中的掠奪者無人機《諜影重重4》中雪地里起飛的近似于捕食者的無人機《天空之眼》偵察打擊一體化的捕食者無人機電影里另外的亮點當屬這兩個仿生的微型偵察無人機，一個是類似蜂鳥的另外一個就是類似甲殼蟲的微型偵察無人機，監視分辨率也很高drone（無人機）2017導演:杰森·伯格編劇:杰森·伯格/PaulA.Birkett主演:肖恩·賓/PatrickSanogui/瑪麗·麥克科馬克/喬·大衛·摩爾類型:驚悚制片國家/地區:加拿大語言:英語上映日期:2017-04-17(溫哥華限制上映)/2017-05-26(美國)片長:91分鐘《湄公河行動》里面的偵察無人機顏值頗高，很有未來感。01初識無人機無人機的概念無人機的分類無人機系統

無人機的應用

PART1PART3PART2PART4飛行器控制站通信鏈路飛行平臺動力裝置導航飛控電氣系統任務設備地面機載顯示系統操縱系統無人機的系統組成-飛行器

飛行器是指能在地球大氣層內外空間飛行的器械。通常按照飛行環境和工作方式，把飛行器分為幾大類：

——航空器：

——航天器：——空天飛行器：

——火箭和導彈：

飛行器的定義固定翼Fixed-wing無人機平臺飛行器-飛行平臺旋翼Rotarywing無人機平臺多軸飛行平臺無人飛艇平臺及系留氣球各類變模態平臺

動力系統指無人機的發動機以及保證發動機正常工作所必需的系統和附件的總稱。無人機使用的動力裝置主要有活塞式發動機、渦噴發動機、渦扇發動機、渦槳發動機、渦軸發動機、沖壓發動機、火箭發動機、電動機等。目前主流的民用無人機所采用的動力系統通常為活塞式發動機和電動機兩種。飛行器-動力裝置活塞式發動機也叫往復式發動機，由氣缸、活塞、連桿、曲軸、氣門機構、螺旋槳減速器、機匣等組成主要結構。動力裝置活塞式動力裝置電動出于成本和使用方便的考慮，微型無人機中普遍使用的是電動動力系統。動力裝置渦噴渦輪噴氣發動機的組成：進氣道壓氣機、燃燒室、渦輪、尾噴管。

飛行器-動力裝置有哪些？

導航子系統功能：向無人機提供相對于所選定的參考坐標系的位置、速度、飛行姿態，引導無人機沿指定航線安全、準時、準確的飛行。因此導航子系統之于無人機相當于領航員之于有人機。飛行器-導航飛控系統

飛控子系統是無人機完成起飛、空中飛行、執行任務、返場回收等整個飛行過程的核心系統，對無人機實現全權控制與管理，因此飛控子系統之于無人機相當于駕駛員之于有人機，是無人機執行任務的關鍵。無人機導航飛控系統常用的傳感器包括角速率傳感器、姿態傳感器、位置傳感器、迎角側滑角傳感器、加速度傳感器、高度傳感器及空速傳感器等，這些傳感器構成無人機導航飛控系統設計的基礎。

導航飛控計算機是導航飛控系統的核心部件，飛控計算機應具備如下功能：姿態穩定與控制；導航與制導控制；自主飛行控制；自動起飛、著陸控制；飛行器-導航飛控系統

無人機執行機構都是伺服作動設備，是導航飛控系統的重要組成部分。其主要功能是根據飛控計算機的指令，按規定的靜態和動態要求，通過對無人機各控制舵面和發動機節風門等的控制，實現對無人機的飛行控制

無人機電氣系統可分為機載電氣系統和地面供電系統兩部分。機載電氣系統主要由主電源、應急電源、電氣設備的控制與保護裝置及輔助設備組成。電氣系統一般包括電源、配電系統、用電設備3個部分，電源和配電兩者組合統稱為供電系統。供電系統的功能是向無人機各用電系統或設備提供滿足預定設計要求的電能。正常匯流條（發電機匯流條或主匯流條）重要匯流條（轉換匯流條）應急匯流條（不間斷匯流條或備用匯流條）飛行器-電氣系統

按任務設備用途，可以分為偵查搜索設備、測繪設備、軍用專用設備、民用專用設備等。偵搜設備常用的有光電平臺、SRA雷達、激光測距儀等，測繪設備則是測繪雷達、航拍相機等。飛行器-任務設備飛行器控制站通信鏈路飛行平臺動力裝置導航飛控電氣系統任務設備地面機載顯示系統操縱系統

無人機地面站也稱控制站、遙控站或任務規劃與控制站。在規模較大的無人機系統中，可以有若干個控制站，這些不同功能的控制站通過通信設備連接起來，構成無人機地面站系統

指揮調度功能主要包括上級指令接收、系統之間聯絡、系統內部調度；任務規劃功能主要包括飛行航路規劃與重規劃、任務載荷工作規劃與重規劃；無人機的系統組成-控制站A、飛行參數綜合顯示

飛行與導航信息、數據鏈狀態信息、設備狀態信息、指令信息B、告警視覺一般分為提示、注意和警告三個級別C、地圖航跡顯示

導航信息顯示、航跡繪制顯示以及地理信息的顯示。飛行操縱無人機操縱與控制主要包括起降操縱、飛行操縱、任務設備（載荷）控制和數據鏈管理等。顯示記錄功能主要包括飛行狀態參數顯示與記錄、航跡顯示與記錄、任務載荷信息顯示與記錄等。操作控制飛行器控制站通信鏈路飛行平臺動力裝置導航飛控電氣系統任務設備地面機載顯示系統操縱系統通信鏈路

無人機通訊鏈路：主要用于無人機系統傳輸控制、無載荷通訊、載荷通訊三部分信息的無線電鏈路。無人機的系統組成-通訊鏈路機載終端與天線無人機系統通訊鏈路機載終端常被稱為機載電臺，集成于機載設備中。視距內通訊的無人機多數安裝全向天線，需要進行超視距通訊的無人機一般采用自跟蹤拋物面衛通天線。地面終端與天線民用通訊鏈路的地面終端硬件一般會被集成到控制站系統中，稱作地面電臺，部分地面終端會有獨立的顯示控制界面。視距內通訊鏈路地面天線采用鞭狀天線、八木天線和自跟蹤拋物面天線，需要進行超視距通訊的控制站還會采用固定衛星通訊天線。GPS天線（1.575M）外接式IMU（慣性測量單元）或外接其他傳感器主板（飛控軟件）飛控地面站電機電調電池（鋰電及充電器)動力云臺機架（包括支臂）腳架結構飛行器顯示操縱遙控發射機桿、開關鍵盤、鼠標、頭追等機載鏈路地面鏈路遙控接收機（72M、433M、2.4G）機載數傳模塊及天線（900M、2.4G）機載圖傳模塊及天線（1.2G、2.4G、5.8G）遙控發射機（72M、433M、2.4G）地面數傳模塊及天線（900M、2.4G）地面圖傳模塊及天線（1.2G、2.4G、5.8G）飛控地面站界面（飛控地面站軟件）圖傳顯示屏（及OSD）鏈路民用多軸常用的3條鏈：A遙控器上行B圖傳下行C數傳上下行01初識無人機無人機的概念無人機的分類無人機系統

無人機應用

PART1PART3PART2PART401農業在此錄入上述圖表的綜合說明，在此錄入上述圖表的綜合描述說明。0２能源能源公司利用無人機監控輸油管道和鉆塔。0３房地產與建筑對高爾夫球場、摩天大樓等拍照、勘察，監控工程進度，而且未來可以用無人機進行大樓的直接建設06快遞/供應交付送快遞，再如Matternet建造無人機網絡向全球的偏遠農村運送食品和醫療用品。07攝影航拍，視覺藝術家利用無人機捕捉優美畫面和拍攝角度。08科研/保護無人機幫助做一切事情，從計算阿拉斯加的海獅數量，到進行氣候、環境研究，乃至于跟蹤非洲大草原的獸群移動等。無人機的十大應用領域04快速響應與緊急服務利用紅外傳感器輔助從滅火到廢墟或雪崩尋人的搜救行動。05新聞使用無人機可比用人更快更安全地報道突發新聞/災難/戰區情況。09執法遭遇人質綁架、搜救、炸彈威脅等情況時刻輔助執法人員追蹤犯罪分子，監控跨境毒品走私10娛樂/玩具無人機監控災害，收集作物健康與產量的實時數據。這一塊的年市場規模約達30億美元。無人機的十大應用領域：1農業/cn/t16?site=brandsite&from=landing_page能源公司利用無人機監控輸油管道和鉆塔。無人機的十大應用領域：2能源能源-光伏行業能源-電力巡檢對高爾夫球場、摩天大樓等拍照、勘察，通知地產商，也監控工程進度，而且未來可以用無人機進行大樓的直接建設，快速、優質而安全。無人機的十大應用領域：3房地產與建筑無人機利用紅外傳感器輔助從滅火到廢墟或雪崩尋人的搜救行動。無人機的十大應用領域：4快速響應與緊急服務使用無人機可比用人更快更安全地報道突發新聞/災難/戰區情況。無人機的十大應用領域：5新聞6、快遞/供應交付：送快遞，再如Matternet建造無人機網絡向全球的偏遠農村運送食品和醫療用品。無人機的十大應用領域：6快遞/供應交付航拍，視覺藝術家利用無人機捕捉優美畫面和拍攝角度。無人機的十大應用領域：7攝影無人機幫助做一切事情，從計算阿拉斯加的海獅數量，到進行氣候、環境研究，乃至于跟蹤非洲大草原的獸群移動等。無人機的十大應用領域：8科研/保護遭遇人質綁架、搜救、炸彈威脅等情況時刻輔助執法人員追蹤犯罪分子，監控跨境毒品走私無人機的十大應用領域：9執法執法人員經常面對復雜和危險的環境。提供靈活機動的遠程信息獲取工具，幫助執法人員掌握現場信息，快速制定執法方案，降低工作風險。現場重現通過無人機可見光相機或激光雷達，可對事故或案件現場進行三維建模，實現高精度現場還原與測量，為案件分析和證據呈現提供更直觀的現場