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这些推动空中交通管理发展的新角色,名单出人意料
spins 2020-10-22 08:24
9 月 3 日,美国佛罗里达州肯尼迪航天中心发射的 “ 猎鹰 9 号星链 -11” 任务。 由于 COVID-19 流感大流行,飞机飞行次数减少,技术人员弹性部署,许多专业人员在家工作,空中交通管理行业正在考虑未来的操作场景和空域系统中曾经被认为是非传统行为体的飞行器。 尽管流感大流行对传统航空业务产生了影响,但小型无人机、城市空中机动车辆、超音速喷气式飞机、商用航天器和高空伪卫星( HAP )和气球的发展仍在迅速进行。 · 新的空域进入者代表着新的收入 · 联邦航空局预计在 2022 年前认证 UAM 飞机 · 空客和波音提供了联合空域愿景 国际民用航空组织( ICAO )表示,新的电动和喷气式飞机具有不同的性能特征,高空和低空飞行,以及一体化的载人和无人驾驶飞机运行,这就要求制定新的空中交通管理( ATM )程序和法规。 联合国机构建议说: “ 随着航空业出现前所未有的创新,以及目前的 COVID-19 情况,人们长期以来对航空业未来的假设将得到实质性的重塑。 ” 。 在流感大流行期间,那些在财政上难以维持生存的航空导航服务提供商以及第三方服务提供商都将非传统空域行为体视为新收入来源的潜在来源。 国有的肯尼亚民航局( KCAA )正从高空气球中获取收入。今年 7 月,肯尼亚电信公司和 Alphabet 的 Loon 在肯尼亚推出了一项新的移动互联网服务。 Loon 用 35 个气球组成的网络来支持这一服务,每个气球都配有 LTE 无线基站,这些气球在东非上空 20 公里( 65000 英尺)的平流层中不断飞行。 一个高空气球携带着 LTE 天线,前面是一个可移动的门式起重机发射器。 “ 这是我们的收入来源,因为我们像其他飞机一样向他们收取导航费, ”KCAA 总干事吉尔伯特 · 基贝说。 9 月中旬,美国 30 个核心机场的交通运行数量比正常情况下降了 51% ,无人机和无人车辆在年度空中交通管制协会( ATCA )技术研讨会上占据了重要地位,这次会议实际上是因为新冠的流行而举行的。 美国联邦航空局( FAA )飞机认证服务执行主任厄尔 • 劳伦斯( earllawrence )形容他的分支机构是进入空域系统的一种门户,他说,他的办公室正在进行许多型号认证( TC )项目,涉及电动垂直起降( eVTOL )飞机和用于基础设施检查和交付任务的无人机。 该分支机构正在处理 30 个无人机系统( UAS )类型认证申请。在这些申请者中, 44% 的申请人希望根据适用于通用航空飞行员的操作条例驾驶无人机, 32% 的申请人希望根据商业航空承运人服务条例驾驶无人机。 劳伦斯说,其余 24% 的申请者寻求根据第 91 部分和第 107 部分运营无人机,这两个法规适用于重量小于 55 磅的商用无人机。 他在 ATCA 研讨会上说: “ 我现在有四个电动垂直升降飞机的正式 TC 申请,它们将成为未来城市空中机动飞机。 ” 。 “ 这些不是概念;这些是完全活跃的认证项目。我希望在 2022 年之前为其中一架飞机颁发型号证书。 ” 劳伦斯说,该部门还正在处理多个补充型号证书( STC )的申请,用自动驾驶舱改装现有的飞机, “ 简直就是把机器人放在座位上,把机组人员带走,尤其是在货运操作方面。 ” 。 “ 这些都是活跃的 STC 应用程序,目前主要用于研究,但它们正朝着我们的方向发展。 ” 截至 9 月中旬,美国联邦航空局商业空间运输办公室( AST )已经批准了 32 次商业航天发射,预计在本财政年度内还将批准多达 4 次,创下新纪录。 美国联邦航空局负责商业太空运输的副局长韦恩 · 蒙蒂斯( waynemonteith )指出,美国宇航局 8 月份支持的发射数量与 2010-11 年度的总和相当。 Monteith 在商业空间运输咨询委员会的一次虚拟会议上说: “ 即使在全球卫生紧急情况下, AST 仍将迎来有史以来最繁忙的一年,我们正准备在不久的将来每年提供 50 、 75 、 100 次业务。 ” 。 虽然商业航天活动有所增加,但联邦航空局还没有启动空间数据分析系统( SDI ),这是一个在火箭通过空域时,将遥测数据输入该局交通流量管理系统的系统。经过多年的发展, SDI 将有助于减少美国联邦航空局在发射期间封锁的时间和空域。该系统定于 8 月投入使用,但由于大流行期间实施的限制,该系统已被推迟。 美国联邦航空局副局长丹 · 埃尔威尔在 ATCA 研讨会上说,传统空中交通活动的减少并没有让 AST 的工作变得更容易。 Elwell 承认: “SDI 还没有启动和运行。 “ 发射并没有变得更容易,因为我们批准发射许可证的工作没有改变。我们能够更动态地改进 窗口,这是运营商和联邦航空局之间的合作努力。无论是在我们保护的空域,还是在窗口打开的时间长短上,我们都取得了很大的进步。 ” 3 月,美国联邦航空局发布了第 2 版的无人机交通管理( UTM )作战概念。第 2 版文件描述了一个用于管理离地高度 400 英尺的无人机交通的框架,但也涉及了穿越 G 级非受控空域和其他类别受控空域的日益复杂的操作。 UTM 是美国宇航局 2013 年提出的一个概念的产物,它建立在第三方无人机服务供应商支持的云服务基础设施上,在联邦航空局的监管机构下,通过网络信息交换合作管理低空无人机飞行。 联邦航空局正在第二轮实地演示中验证 UTM 结构。今年 4 月,该机构选择了弗吉尼亚理工大学( Virginia Tech Mid Atlantic AviationPartnership )位于弗吉尼亚州布莱克斯堡( Blacksburg )的中大西洋航空公司( Virginia Tech Mid Atlantic AviationPartnership )和纽约罗马格里菲斯国际机场( GriffissInternational Airport ),以测试 UTM 试点项目第 2 阶段的工作提供无人机交通管理服务。联邦航空局说,演习期间收集的数据 “ 将有助于为跨机构的 UTM 实施计划提供信息 ” 。 波音公司和空客公司的空中交通管理系统已经形成了一个从地面延伸到包括所有空域用户的单一综合空域管理系统的联合设想。他们于 6 月中旬在一个名为 “ 航空业新数字时代 ” 的演讲中向国际民航组织的空中导航委员会简要介绍了这一设想。 制造商们预计 UTM 和 ATM 的合并,这是一种融合,利用自动化、数字化和连接性作为共同的线程,将空域领域编织在一起。这些支撑 UTM 的技术支柱将迁移到一个空域系统中,该系统在很大程度上仍然依赖于人的监视和干预以及飞行员和管制员之间基于无线电的通信。 空客副总裁兼 UTM 负责人伊莎贝尔 · 德尔波佐 · 德波扎( Isabel del Pozode Poza )说: “ 为了确保我们能够整合不同类型的飞行器,不仅是小型无人机,也不仅仅是低层空域,我们认为 UTM 是一个巨大的机遇。 ” 。 德尔波佐在一次国际民航组织的视频采访中补充道: “ 这显然是我们与波音公司共同的雄心壮志,即开发能够在全球范围内集成并为最终用户服务的飞行器。 ” 。 “ 这需要按照全球标准和全球理解流量管理的方式,以可互操作的方式进行管理。它与飞行器的发展是同步的。 ” 波音公司在向《航空周刊》发表的一份声明中解释了这一联合陈述,他说:“这样做的目的是让所有航空利益相关者参与进来,分享未来对空域和交通管理的期望,这将安全地适应现有飞机的新飞行器运行。特别是, ATM 系统需要继续适应以实现短期运营,并支持长期的行业增长和创新。” 5 月,美国联邦航空局发布了一个版本 1 的运行概念( conops ),用于运行在 18km 以上的飞行器的 E 级交通管理( ETM ),这份文件来源于 2019 年 4 月和 12 月,美国宇航局艾姆斯研究中心与美国联邦航空局和航空航天公司共同举办的桌面演习,目的是了解在这些罕见飞行高度的飞行操作。 参加演习的业内人士包括 AS2 超音速公务机的开发商 Aerion 公司、 RQ-4 全球鹰高空长续航无人机制造商诺斯罗普 · 格鲁曼公司、推进高空气球的 Alphabet 子公司 Loon 、平流层飞艇开发商 Sceye(注意这个美国的新公司,下次带来它的最新消息)、AeroVironment ,空客和波音极光飞行科学公司分别是太阳能固定翼无人机hawk- 30(现已经改名为sunglider) 、西风和奥德修斯 HAPS 飞机的开发商。 2018 年 8 月,空客 Zephyr 太阳能高空伪卫星无人机创造了 26 天的飞行纪录。 联邦航空局表示,目前还没有针对该级别民用飞机运行的空域管理规定。适用的规章适用于在 E 类空域的低空飞行,一般控制空域高达 18000 英尺。该空域未另行分类。 考虑到小型无人机。 ETM 将借鉴美国宇航局艾姆斯构想的相同的 UTM 结构, “ 虽然 ETM 开发在可能的情况下利用了 UTM 的概念元素,但其合作分离环境经过修改,以支持空域特有的长时间、跨国飞行、飞行器速度和性能特征之间的极端地区以及高空安全风险等特征, “conops 文件指出。 Bill Carey 在华盛顿特区,比尔负责航空电子、航空交通管理和航空周航空安全。曾任《每日报》记者,他曾报道过商业、商务、军事航空板块以及无人驾驶飞机系统。 2017 年 11 月加入航空周前,他曾在航空国际新闻、航空电子及旋翼杂志工作。
个人分类: 临近空间|4070 次阅读|0 个评论
走向第三维 —— 从无人机到微纳星(2)
热度 1 等离子体科学 2019-7-19 15:37
走向第三维 —— 从无人机到微纳星(2) 2017 7月19日 北京 阴霾 前日天仪研究院小鞠来访,带来一个“立方星”(CubeSat)的模型。 CubeSat是美国提出的一个“纳星”标准概念:基本单元是10X10X10(立方厘米)的卫星平台,动力来自铺在表面上的太阳能电池板。这种立方星基本单元可以作为不同的功能单元(控制、载荷、通信等)组合成更大一些的微纳卫星(图中的卫星模型就是6个基本单元组成的),非常方便灵活。上图的微纳星曾在外部(太阳能电池板下面)“外挂”一个42元(人民币)的相机做航拍。气象部门知道后提出:如果可能,是否今后发的这种星都外挂一个类似的载荷?即使几十个,也就是几千元,加上分担的发射费用也不多;比起发一颗气象卫星的上亿花费,简直不算什么。而且快捷方便。 笔者不由得想到近年来“无人机”的发展。 过去执行一个空中任务,要航空部门批架飞机非常难。可是无人机发展起来以后,在景区常常可以看到有人在无人机上绑个手机做航拍。其它方面的个人应用也越来越多。普通百姓已经可以向第三维迈出一小步,成为“准二维人”。微纳星技术的发展会带着千家万户进入“第三维”。至少我们的一些与空间探测有关的科研项目,可以在百万的规模上实现。这对科学进步和社会进步的推动,可能不亚于互联网和手机。互联网和手机实现的是信息的无障碍传递,微纳星实现的是新视角、带来的是新发现。到我们都可以便捷地利用这一空间技术的时候,会真正体会到摆脱二维约束、天高任鸟飞的自由感。 这一天不远,我们应该都能等到!
个人分类: 学海无涯|2351 次阅读|3 个评论
反无人机的新趋势(2)
dsm9393 2019-2-16 13:11
反无人机 的新趋势( 2 ) The new trend of anti-uav 都世民( Du Shimin ) 自杀式无人机 已登场 参考消息网 2018 年 6 月 12 日报道 : 美国《防务新闻》周刊网站发表题为《自杀式无人机 小身材大威力》的报道称,在一个小屋的一角,火箭发射器和机枪的对面是一台小型地面机器人。在它后面,是一架被吊挂的 “捕食者”无人机。 这款 “捕食者” AX-1 的无人机 , 在斯洛伐克布拉迪斯拉发安防展上 已经 亮相, 这是 由美国康佩尔工业公司和因乔夫航天公司联合研制。它是一种巡飞弹,能由步兵携带 3 架 。这款无人机有效载荷 4.4 磅。可能是温压弹头,能有效打击“无装甲和轻装甲目标” ,包括 装甲运兵车、步兵战车和老式坦克。这些弹头都由标准的 RPG-7V 火箭筒所用弹药研发而 成 。 这种无人机给我们的新启示是: 1. 小无人机 能 干大事情, 重 22 磅( 1 磅约合 0.45 公斤), 不到 10 公斤 ; 2. 小无人机 有眼睛 ,装有摄像头; 3. 小无人机被武装后, 有攻击性能 ; 4. 武装小无人机可以有 多种方式、多种目标 作为攻击对象,对重要设施:核设施、大型水利设施、軍火库等防护带来巨大威胁; 5. 反对研发杀人无人机,实际上是无效的,軍方需要战争工具,希望化少的代价实现大规模威胁的新思维。一旦这类武装无人机不是在战场杀人,追罪责时,谁承当法律责任? 6. 这类武器的控制、打击精度、自我保护、部件组合方式、费效比等综合指标的创新设计,突破了无人机单纯侦察、监视等非攻击性任务,在军事上有更大地应用空间。 7. 小无人机集群不易被雷达发现,免除了高昂的隐身设计、制造、维护等高昂费用。 8. 国防科研从大项目中跳出来,朝系统化、分散化、自上而下的合作研制方式方向发展。也有利于軍民合作研制的方向。可避免少数商家垄断大项目反手转包的模式,使资金大量流失,易生腐败。 消费级无人机门槛极低:在市面上,最简易的无人机只需要几百块钱,一般无人机也只需手柄遥控,操作简单。 2014年 , 全球消费级无人机销量约 25万架,2015年这个数字就变成了40万架,预测到2019年,将到达300万架左右。在世界范围内,如何规制无人机都是个难题,中国也不例外。而从无人机的发展势头看, 无人机监管要从全局进行设计,至少涉及三 方面 问题: 一是完善相关法律和 法 规,比如定义 飞行器类别、主官部门、使用条件、违现处罚条例 ; 二是建立行业标准,比如飞行高度、空域规划等 ; 三是通过实名制购买等手段,明确持有人的责任,继而追溯到相关厂商的责任,通过实名 制具体确定责任,可以有效规制更改模块、破解 “禁飞区”的问题出现。 未来战场是无人吗? 自 1918 年第一架无人机问世至今,已有百年之久。无人机已广泛运用于战场侦察、监視、目标指示、电子信息战、指揮控制、舰艇护航、毁坏评估、无线电中继站、诱餌或作战武器平台。本世纪的战争和局部冲突中显示了无人机更强大的軍事威力。它是未来实現零伤亡战争的首选武器之一。无人机威胁正日益增大,国内外军事家们都在研究无人机群飞战法,以求未来胜出。 未来战争和现在的局部战争是会有区别的。未来战争会不会出现无人战场,从太空到地面全部无人化,如果这一地区是双方争夺的要地,这在当代军方的思维中已有变化,过去强调制空权,卫星观测居高临下,由高轨转向中低轨道,在高空有隐身侦察机,如今有无人机投入,这使战场变成可透视化。让地面上设施和人都暴露在各种侦察设备的窥视之下。现代侦察设备有雷达、红外和激光等多种设备,分布在各个层面上,以网络的方式互连,形成统一的作战体系。如今即使巷战的环境中,利用各种无人设备构成的无人作战系统,使侦察、火力攻击及后勤保障和战场评估都可以由无人系统完成。这是无人系统投入后带来的新变化。如何面对这种新的形势及变化,如何反制无人机和其它无人装备,是战争取胜的关键因素之一。 在叙利亚战场已经岀现这一新的局面。改变了过去以隐身战机偷袭的战争模式和远程导弹攻击的模式。如今的无人战争系统模式更逼近对方陣地,伤亡少、攻击准确度高、代价小、杀伤力增加。 在古代,像无人机参战可以看成天兵天将,如今的天将不是无人机中的一员,而是有人机,这 有人机与无人机协同飞行 ,有人机可以在空中放飞无人机,也可以回收无人机。使空情不断变化。无人机可以利用电子干扰掩护有人机,有人机可以实时操控无人机编队和实施攻击,避免常规反无人机技术的迫降、劫持,有人机可以选择无 GPS 导航和集群通信的其他方式,防止无人机受損。这一变化是否标志未来战场并非无人,而是有人与无人系统 协同 作战! 敌我双方在未来战争中都会有无人作战系统,当敌人侵略时,已方如何应对?已成为现实问题。 反无人机的新思路 1. 探测无人机的方法 · 雷达探测 因无人机主要是复合材料等非金属材料制成,只有发动机、电机、导线、电池之类是金属,形成的雷达散射截面积小,不易捕获。降低了探测距离和发现概率。 · 声学探测 噪声源主要是发动机和飞行中产生的空气噪声,量值小。 · 光电探测 防空高炮都用红外火控技术。其它防空武器也有红外探测、激光探测技术,无人机红外辐射低,难探测。在抗激光探测方面,釆取吸波、导光、透波等方式,减小反射。因此单一探测方式难奏效,采用多种方式是必要的。 · 探测无人机信息主要是目标位置、操控频率视频图像等。 2. 反无人机的基本原理和策略 · 无人机的运行原来是受地面控制。地面控制系统由遥控器、控制电路、无线数传电台和遥控接收机几部分组成。由遥控器产生遥控编码信号指令、測距基准信号,再经放大和调制,经发射天线发射,来控制无人机运行。而接收机要接受来自无人机的信息,进行解调,生成控制芯片。 反制无人机切入点就是去接收这一过程的无线电信息 。然后发出欺骗信号和干扰信号。 · 无人机在飞行过程中,有 GPS 定位 系统精确定位。无人机采用 GPS 卫星导航系统和惯性导航系统相结合的方式进行飞行控制。若要 反制无人机可以干扰和欺骗无人机的卫星导航信号。 利用信号发生器产生干扰无人机通信的电磁信号,经功率放大后,由高增益定向天线辐射,来干扰无人机定位导航信号,使其只能通过惯性导航飞行。在缺少 GPS 卫星导航精确定位时,无人机的定位就会混乱。 反无人机 常規 技术 思维模式 主要分为三类。 一是干扰阻断类,主要通过信号干扰、声波干扰等技术来实现 ; 二是直接摧毁类,包括使用激光武器、用无人机反制无人机等 ; 三是监测控制类,主要通过劫持无线电控制等方式实现 。 反无人机 干扰阻断类 手段主要分为 : 电磁干扰、声波干扰、物理摧毁三大手段。 · 电磁干扰:成本不高携带便利,缺点是不能自主检测,需要人工配合 ; · 声波干扰:难度大成本高且尚处于理论阶段 ; · 物理摧毁:自带传感器,击落无人机速度快,且适应环境性强,不过成本很高只适合军用。 声波干扰:难度大成本高且尚处于理论阶段 ; 物理摧毁:自带传感器,击落无人机速度快,且适应环境性强,不过成本很高只适合军用。 反无人机手段一定要区分民用 “黑飞”无人机和軍用无人机。 如果要大范围启用反无人机手段来打击 “黑飞”现象则又会产生许多新问题,比如干扰地空通讯,高空坠落的风险等等又将成为新的安全问题。然而,反无人机之所以被人们看好是因为它采取了主动出击的方式,比起各地的监管制度来讲更直接有效,但反无人机的应用短板却成为阻碍其迅速扩张的理由,因此,反无人机行业还需更多的人参与进来。 3 . 反无人机的几种新思路 · 央视新闻中曾报道国外捕捉无人机的信息,其中有用影像定位,较远距离摧毁或压制无人机的通信网络,从而迫降无人机; · 有英国人发明的火箭筒射出一个网,以此捕获无人机; · 训练老鹰来捕捉无人机 ; · 激光武器反无人机等 ; · 对付高空、高速的大型无人机可以使用战斗机、远程防空导弹 ; · 对于一般的战术无人机,高炮亦可以有效摧毁之。这些高炮在民兵预备役中亦有大量装备 ; · 更小型、更低空、更慢速的民用小型无人机,掌握好提前量,用普通枪械亦可击落 ; · 在大型演唱会等集会活动中,还可以部署 “ 低空卫士 ” 激光防空系统精准摧毁 2 公里范围内的小型无人机 ; · 俘获消费级无人机的技术难度则更低,在今年的 315 晚会上,央视就当众表演了 “ 黑客 ” 如何越权接管无人机。据了解这并非大疆 “ 精灵 ” 第一次在媒体面前被劫持,据媒体报道: 2015 年 10 月 24 日的 GeekPwn 黑客大赛中 , 选手们就现场入侵了大疆 “ 精灵 ” 无人机,并成功操纵其飞行 ; · 消费级无人机没有惯性导航系统做辅助,干扰 GPS 与控制链路后很可能直接 “ 炸机 ” 。所以亦有一种简单粗暴的电磁干扰枪,同时干扰 GPS 与遥控信号,据报道称解放军用电磁干扰枪在演习中成功击落过无人机。 4. 军事上的反无人机技术 · 军事上的反无人机技术是在不断的升级,千万不能固定思维,那三种反制无人机模式 : 干扰阻断 、 直接摧毁 、 监测控制 也需要改变。军事上面临的无人机有很多类型,其大小、重量、飞行高度、飞行速度、续航时间、采用的能源类别、通讯方式、导航方式、集群布阵模式、发送及回收方式、自我防护方式、驱动方式、携带武器的类别等 等诸多 因素都在变化,这给反制无人机带来极大困难; · 军事上的反无人机技术要考虑费效比,对不同情况的无人机要采取不同的反制手段,不能不顾成本,不能高射炮打蚊子,反制手段不能越搞越复杂; · 原先军方是用无人机去侦察、监视获取情报,避免伤亡。如今要求士兵与 AI 技术协同作战,让无人机成为士兵们空中的眼睛,并且有很强的识别能力,让无人机具有导引能力,无论是进攻还是撤退,都有这种功能。让无人机成为并肩的战友。如今 AI 技术识别人的眼睛,识别人的脸,识别门窗,让士兵相信 AI 技术。 AI 技术获得的信息,士兵可以进行威胁评估。 · 反无人机 的干扰阻断方法,已经由地面变成为空中,过去是在地面获取控制无人机的信号,如今有人机和无人机协同飞行,有人既可以在空中施放和回收无人机,这就改变了原来的模式,这就要寻求一种新的反制方法。 · 随着反卫星技术的不断出现,试图干扰 GPS 导航系统来 反无人机,就行不通了,新的导航方式你也在走向实用化。 · 随着量子通信技术的发展,获取无人机的信息方式要改变。 · 批量无人机集群,并且与有人机协同,这种进攻模式,可能带来布阵的不同,这给反制技术带来困难,因为这种排兵布阵的方式,是在不断的变化,无论是观测,还是反制,都有很大的困难。 批量无人机集群 有 以下 重要特征: 一是 有 中心 和无 中心,即没有一个个体处于主导地位,其中任何一个个体消失或丧失功能,都不影响群体功能 ; 有 中心 时 , 中心是有人机 ; 二是 无 中心 时是 自主控制,即所有个体只控制个体行动,并观察临近个体位置,实时自主协同 ; 有 中心 时 , 是受控有人机 ; 三是集群 变化 ,即 无中心时 , 集群受外力改变群体结构、位置时,新的集群结构会快速自动形成并保持稳定 ; 有 中心 时 , 有人机指挥 集群 变化 ; 四是 多 功能 及 功能放大,即集群能够克服个体能力的不足,通过协同实现整体能力放大的效果 ; 五是 大幅度减少 伤亡, 提高性价比 。 总之,军事上的反无人机技术,是一个综合性的技术,不能依靠单一的技术方式和反制手段。随着 AI 技术的发展,反无人机技术要不断更新和升级,费效比要不断提高。
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反无人机的新趋势(1)
dsm9393 2019-2-15 20:07
反无人机 的新趋势( 1 ) The new trend of anti-uav 都世民( Du Shimin ) 摘要:本文讨论反无人机的 新趋势 。首先阐明为什么要反无人机?在此需求的基础上,讨论反无人机的相关技术。近几年来,无人机技术迅速发展和反无人机产业兴起,出现的新技术和新趋势与早先的思维有相当大的差异。 关键词:无人机,协同飞行,反无人机, 新 趋势 无人机 “黑飞“乱象 1. 2015 年 1 月 27 日,一架白色小型 4 轴无人机落到了 白宫院内 ; 2. 2015 年 4 月 22 日,一架小型无人机降落在了日本 首相官邸的屋顶 上; 3. 2017 年 1 月 15 日,杭州萧山机场出现无人机 “ 黑飞 ” 事件。该架无人机已 闯入机场 净空保护区,飞行高度明显在飞机起落高度区之内,干扰了飞机的正常飞行,影响了飞行安全 ; 4. 2017 年 7 月,为了避风,一名业余摄影师将一架 4 轴无人机迫降在“伊丽莎白女王”号 航母上 , 并且没有被发现 ; 5. 2017 年 10 月,一名中国游客因在 梵蒂冈禁飞区 附近放飞无人机,被意大利警方逮捕。除无人机被没收外,还被以违反反恐法和禁飞规定提起诉讼 ; 6. 2018 年 2 月 7 日 , 中部战区联合河北警方共同处置了一起无人机违法飞行对军、民航造成巨大损失的事件 ; 7. 2018 年 5 月 1 日,昆明长水国际机场发现 4 起无人机干扰事件。该事件导致 机场 出现 28 架次航班延误,有航班延误长达 4 小时,机场跑道被迫关闭 45 分钟 ; 8. 2018 年 10 月 3 日 , 一名中国游客违反规定,试图在 泰姬陵禁飞区皇家大门前 放飞无人机,被印度安全机构制止并带走调查 ; 9. 同样,有中国游客因操纵无人机 , 飞过 巴黎圣母院的古迹前 被法国警方逮捕,由于飞行未经过当地警方许可,除了面临监禁外,还可能被罚等同于数十万人民币的罚款 ; 10. 2019 年 1 月 9 日 , 伦敦 希斯罗机场 遭遇无人机黑飞事件 。 盖特威克机场无人机黑飞事件曾发生在圣诞节前几日,这是世界上第一次发生这样的事件。 无人机 “ 黑飞 ” 是指一些没有取得私人飞行驾照或飞行器没有取得合法身份的飞行,也就是未经登记、不被允许的飞行,有一定的危险性。据统计,从 2015 年至 2018 年,全国约发生 30 多起无人机 “ 黑飞 ” 扰航事件,存在巨大的社会隐患。 无人机 “黑飞”不仅干扰军民飞行器正常起降,还可能涉及到“偷窥”侵犯公民隐私、飞入军事禁区“泄露国家机密”等问题。 过去三年,仅在京津冀地区就 有 110 起 无人机 “黑飞”事件。 这类低小慢飞行器的成本低、体积小、速度慢、飞行高度低、操作简便,持有量正在不断上升。 在南海仲裁闹剧发生后,某些域外大国还在 我 国 周边部署了长航时无人机。如何把 这类 无人机打下来 ,是 不得不考 虑 的问题 。 为什么要反无人机? · 外媒称,中国空军已经组建了一支专门侦测和处置无人机的部队。文中指出: 2014 年,美国《华尔街日报》采访的一名消息人士说,中国大约有 80% 的无人机飞行活动未经审批。 · 中国目前大约有 10 万架私人拥有的无人机,中国无人机行业预计将在未来十年内飞速发展。 · 全世界 已 有 86 个国家“拥有一定程度的无人机能力”。 · 据全球无人机网统计, 2014 年全球无人机销量达 39 万台,市场规模约 350 亿元人民币,数量上 96% 为民用,民用无人机市场规模从 2012 年约 4.5 亿元增长为 2015 年约 90 亿元,年复合增速 171% 。在中国市场, 2015 年,消费级无人机全球销售额约为 100 亿元人民币。 IDC 预计,到 2020 年,中国航拍无人机市场将以 56% 的年复合增长率快速成长,市场规模将达到 250 亿元人民币。 民用无人机井喷式发展的当下,无人机有可能沦为恐怖袭击工具已经成为困扰各国安全部门的大问题。据统计机构数据显示从 2013 年开始,全球无人机市场规模每年以 40% 左右的增长率在急速扩张,预测到 2019 年全球民用无人机销量可达 393 万架(消费级约为 300 架、工业级约为 93 万架) 无人机的超高速飞行、空中悬停、长航时等技术的结合 、自杀式无人机出现、 “黑飞”频发、群飞恐袭一再上演, 使无人机潜在威胁大增。 各国軍方对此形势頗为关注。 尽管无人机有很多功能为人类造福,可是事物都有两重性。 无人机也会有负面作用: · 无人机空中拍摄会侵犯隐私 ; · 无人机可携带武器系统 ; · 无人机可携带化学有毒物质 及 爆炸物,无人机可从事恐 袭 、间谍、走私、贩毒等破坏活动 ; · 无人机 还 会干扰军机训练; · 会干扰民航机场正常运行; · 会干扰直升机救火 ; · 会干扰大型赛事活动和危及民众安全。 无人机的快速发展与无序管理的状态危害极大,单纯靠控制无人机使用及限制使用条件,不能避免无人机可能带来的风险及危害。不可小视! 长远来说,有可能实现天上、地面和水下的无缝连接,实现无人机、无人车、无人船(潜水器)等融为一体。 ”目前大量的研究工作围绕智能避障、自动巡航、自主飞行、群体作业等,突破智能飞控系统、高集成度专用芯片等核心技术。 新技术的发展导致现代战争战场及作战方法的改变,如今美国军方提出分布式作战理念,将过去化高昂代价研制的大型昂贵武器的功能分解成请多大量小型武器平台,通过自主、协同、一体化运作,实现相同目标和更高的效费比。从而实现低成本、机动灵活、对抗性强、伤亡小、研制周期短的作战能力和优势。这种理念的基础是网络化、无人驾驶、快速打击、 AI 技术、纳米技术、电子战技术等的发展,从而改变未来战争格局。 无人机的新动向 · 就无人机而言,它可以运用在 各个兵种 ,早就改变了原先只能侦察和监视的功能; · 海陸空和地下作战 都会有无人机参与; · 临近空间的 超高音速无人机 ,可以实现全球快速打击,走向实战化; · 高空 长航时 无人机可搜集全球战略情报; · 中空长续航无人机,可以实现 多功能 ,具有较强的攻击性能; · 武装攻击型无人机,可以 自杀式 袭击,有较强的 自我防护 能力,穿透力强; · 现在正在兴起的 集群式小型无人机 ,数量有十几架、数十架和百架,甚至千架和万架,排兵布阵; · 更应指出的是,有人率领的集群无人机, 放飞和回收无人机合一 的空中平台; · 有人与无人协同飞行的作战新模式; · 陸军士兵装备手掌型 无人机。 如上所述,无论軍事上,还是民用方面,无人机不可能在任何条件下,都能保证与人类友好相处。相反,无人机给人带来的威胁大增。在軍事上和反恐袭方面,对反无人机技术的需求倍受关注,而且要破除常規思维,研发反无人机技术和武器,适应保家卫国的需要。
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刘迎澍(电脑鼠)、齐俊桐(无人机)两位老师是天大“自动化”学院的网红!
zlyang 2019-1-25 14:07
刘迎澍 (电脑鼠)、 齐俊桐 (无人机)两位老师是天大“ 自动化 ”学院的 网红 ! 刘迎澍老师(电脑鼠)、齐俊桐老师(无人机), 是天津大学“ 自动化 ”学院的科技网红! 天津市南开区卫津路92号,天津大学 电气自动化与信息工程学院。 不是 天津大学 别的学院的。 刘迎澍 老师 http://www.tju.edu.cn/seea/szdw/xddgdzjszx/201610/t20161009_286245.htm 2018年3月5日,美国德克萨斯州圣安东尼奥市举办的2018年APEC电脑鼠大赛(APEC Micromouse Contest 2018),天津大学代表队“闪电麦昆—涡轮增压版V1.0”(参赛队员:赵曜、梁嘉铄、李相琨,指导教师:刘迎澍)是 自动化 学院 的。 齐俊桐 老师 http://www.tju.edu.cn/seea/szdw/zdhx/201606/t20160601_273783.htm 天津大学 电气自动化与信息工程学院 26教学楼E区217室 两位科技“网红”的业绩,不再进一步介绍。 今天上午是学院2018年的全院总结大会。听说有人把网红们的学院说错了。 特此贴出,以正视听。 感谢您的指教! 感谢您指正以上任何错误! 感谢您提供更多的链接!
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浅谈机器人和无人机对智能化碳纤维复合材料结构的需求
jyx123321 2018-8-27 21:24
昨天下午按照计划我们课题组开了组会,我首先谈了我去 Z 市参观机器人制造企业的概况,就机器人产业和我们课题组持续 15 年研发的智能化碳纤维复合材料技术的结合谈了我的看法:一、感觉机器人本身的轻量化对机器人制造公司是个伪需求,看似这些公司并不在意;二、机器人本身的智能化(包括机器人结构的温度、应力、应变、弯扭力矩、变形、力载荷等物理量的实时在线监测和健康状态评估)看似是个真需求,因为我感觉机器人如果能以关键核心结构件的温度、应力、应变、弯扭力矩、变形、力载荷等物理量的实时在线监测和健康状态评估为技术基础优化工作模式,就可以充分发挥机器人的工作效用。例如,一个工业打磨机器人本来要 8 小时才干完的活,在基于在线实时自检 / 健康状态评估的工作优化后,也许 5 个小时就能干完这个活,且质量更高、机器人本身的力学结构更健康。 本课题组 WGS 和 XYZ 同学的看法则和我的看法有较大的不同。他们说,碳纤维复合材料结构取代铝合金结构,其轻量化的优势肯定是明显的,且能在几何形状和尺寸都不改变的前提下使得机器人结构具有更大的刚度和强度,这样的话,不但可以使机器人承担更大的力载荷和弯扭力矩,而且使得机器人结构的运动惯性大幅度降低, 可以使用更加低端价廉的控制机构达到原来的运动控制精度或者运动速度,或者使用原来的控制机构达到更高的运动控制精度或运动速度。也就是说,机器人关键结构的碳纤维复合材料轻量化不仅仅使得其有更大的 “ 劲 ” ,同时还能更 “ 巧 ” 和更 “ 快 ” , 未必就是一个伪需求。 从机器人引申到无人机,同学们认为那些需要承载的无人机的轻量化、在线实时自检和健康状态评估也许比工业机器人更重要,只是大家这些年来一直仅仅和航空、航天、高铁领域的单位合作,对这些蓬勃发展的大宗民品产业不去关注而已。需要好好调研一下机器人、无人机等大宗民品产业对智能化碳纤维复合材料结构的需求,去伪存真,把 15 年来持续不懈地努力研发的技术和数十件相关发明专利更好地应用起来,服务社会,而非仅仅以优秀成绩完成一大批国家项目为最终目的。最后,我们课题组请 ZLD 同学负责精心调研和分析机器人、无人机对智能化碳纤维复合材料结构的需求,争取在下次组会上给大家做一个报告。
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反制无人机的新动向和新思维(2)
dsm9393 2018-7-30 09:20
反 制 无人机 的新动向和新思维 (2) New trend and new thinking of anti UAV 都世民( Du Shimin ) 摘要:本文讨论反无人机的相关问题。面对无人机广泛应用的同时,却出现 “黑飞 ” 、恐袭、杀人无人机及其上战场等危害人类的前提下,反无人机技术应运而生,逐渐形成产业。近几年来,反无人机的兴起,出现的新技术和新动向与早先的思维有相当大的差异。 关键词:无人机,反无人机, 新动向,科普 反无人机的 传统思维 1. 无人机在军事上的应用 早先无人机是 作为新武器打靶时的靶机、侦察 、 监视、目标指示 ,后来逐渐扩展应用于 电子战、指揮控制、舰艇护航、毁坏评估、无线电中继站、诱饵、作战武器平台、后勤保障等诸多应用。 尽管无人机有很多功能为人类造福,可是事物都有两重性。 2. 无人机也会有负面作用 无人机空中拍摄会侵犯隐私 ; 无人机可携带武器系统、化学有毒物质、爆炸物,可从事恐怖、间谍活动 ; 无人机 还 可 从事 走私、贩毒等破坏活动 ; 无人机 还 会干扰军机训练;会干扰民航机场正常运行;会干扰直升机救火 ; 会干扰大型赛事活动和危及民众安全。 3. 其典型事例 1) 2013 年 9 月 15 日,默克尔参加一场竞选集会时,一架无人机降落在她的旁边。 2) 2014 年 7 月,在伦敦希思罗国际机场,正准备降落的 A320 客机险些撞上无人机; 3) 2015 年 1 月 2 7 日,一架白色小型 4 轴旋翼无人机 , 坠毁在白宫南部草坪; 4) 2015 年 4 月 22 日,日本首相官邸房顶发现 , 一架经过改装的无人机; 5) 2016 年 4 月 17 日,还是在希思罗机场,一架 A320 客机在降落过程中撞上无人机; 6) 2017 年 7 月,为了避风,一名业余摄影师将一架 4 轴无人机 , 迫降在 “伊丽莎白女王”号航母上 , 并且没有被发现 ; 7) 无人机闯入机场、大型活动现场、军事管制区等事件则几乎是每天都在上 演。 8) 据统计机构数据显示 , 从 2013 年开始,全球无人机市场规模 , 每年以 40% 左右的增长率在急速扩张,预测到 2019 年全球民用无人机销量可达 393 万架(消费级约为 300 万架、工业级约为 93 万架) . 无人机有可能沦为恐怖袭击工具 , 已经成为困扰各国安全部门的大问题。 9 ) 无人机的快速发展与无序管理的状态危害极大,单纯靠控制无人机使用及限制使用条件,不能避免无人机可能带来的风险及危害。不可小视! 10 ) 2017 年中国民用无人机产量 290 万架,增长 67.0% ,到 2020 年,民用无人机产业持续 快速发展,年产值达到 600 亿元,年均增速达 40% 以上。民用无人机的应用分为娱乐消费级无人机和工业级无人机两个层次,专家依据工业级无人机市场的刚性需求判断,工业级无人机市场未来五年将呈爆发式增长,成为国民经济的一个重要产业。只不过,这繁荣发展背后所面临的挑战也不可忽视。依据 2017 年的相关统计,我国目前约有 2 万架无人机处于“黑飞”状态。民用无人机干扰航班起降事件,也令公众对无人机飞行安全监管问题颇为关注。 图为肩抗式反无人机火箭筒 反无人机的难点 1. 反制无人机的难点首先是探测难 相对有人驾驶飞机, 无人机的优势 有如下几方面:隐身性能好;突防能力强;神出鬼没,机动性强;效费比高; 因无人机体积小、重量轻、大部分用复合材料等非金属材料制成,只有发动机、电机、导线、电池之类是金属,形成的雷达散射截面积小,不易捕获。降低了雷达探测距离和发现概率。 无人机噪声源主要是发动机和飞行中产生的空气噪声,量值小。声学探测难。 防空高炮大都用红外火控技术。其它防空武器也有红外探测、激光探测技术,因无人机红外辐射低,难探测。在抗激光探测方面,釆用吸波、导光和透波等方式,已减小其反射。光电探测也难。 因此单一探测方式难奏效,采用多种探测方式是必要的。探测无人机信息主要是目标位置、操控频率、视频图像相关参数等。 2. 从放飞处击落不可能 无人机放飞多种多样,无需建大型机场起降,不同类型的无人机可以有不同方式起降,选择灵活,费用低。想从无人机起飞处发现和击落几何无可能。 3. 考虑效费比 因机上无人,无救生装置,可长时间续航。无人机造价低廉,通常是有人机的十分之一。另外培训费和燃料费也低。所以要以简单方式和低廉设备,击落无人机是困难的。 4. 从无人机飞行控制角度反制 无人机飞行控制通常有两种方式:一是预先编制的控制程序,实现自控飞行;二是通过遥控站控制无人机自控飞行。 无人机作为人类使用的工具,可完成各式各样任务,由早先的服务型,执行艰苦、肮脏、危险之类的任务,转变为攻击型、后勤保障型之类的任务。分布在海陸空和临近空间的各个层面。几乎各个兵种都可使用无人机。从飞行控制和执行任务的特点寻找反制方法是反无人机的常規思路。 无人机的运行是受地面控制。地面控制系统由遥控器。控制电路、无线数传电台和遥控接收机几部分组成。由遥控器产生遥控编码信号指令、測距基准信号,再经放大和调制,经发射天线发射,来控制无人机运行。而接收机要接受来自无人机的信息,进行解调,生成控制芯片。反制无人机切入点就是去接收这一过程的无线电信息。然后发出欺骗信号和干扰信号。从电子学科角度,这是电磁兼容学科的研究范畴。 另外,无人机在飞行过程中有 GPS 定位系统精确定位。无人机采用 GPS 卫星导航系统和惯性导航系统相结合的方式进行飞行控制。若要反制无人机可以干扰和欺骗无人机的卫星导航信号。利用信号发生器产生干扰无人机通信的电磁信号,经功率放大后,由高增益定向天线辐射,来干扰无人机定位导航信兮,使其只能通过惯性导航飞行。在缺少 GPS 卫星导航精确定位时,无人机的定位就会混乱。不难看出,无人机的飞行控制和导航定位都是通过无线电波载体实现信息传输。这些信息通过专业手段可以截获、解调和解码。由此产生了 反无人机 常規 技术 思维模式, 主要分为三类。 一是干扰阻断类,主要通过信号干扰、声波干扰等技术来实现。 二是直接摧毁类,包括使用激光武器、用无人机反制无人机等。 三是监测控制类,主要通过劫持无线电控制等方式实现。 景小平院士 曾指出: 目前反无人机手段主要分为电磁干扰、声波干扰、物理摧毁三大手段。 电磁干扰:成本不高 , 携带便利,缺点是不能自主检测,需要人工配合 ; 声波干扰:难度大 , 成本高 , 且尚处于理论阶段 ; 物理摧毁:自带传感器,击落无人机速度快,且适应环境性强,不过成本很高 , 只适合军用。要人工配合 ; 以上两种说法无本质差异,都是常规思维模式。这里所述的干扰和欺骗模式存在下列问题, 如果要大范围启用反无人机手段来打击 “黑飞”现象 , 则又会产生许多新问题,比如干扰地空通讯,高空坠落的风险等等 , 又将成为新的安全问题。 在双方无人机对陣搏击时,这类方法也受到限制。因此频率干扰必须是窄带,辐射功率和空域都不能过大。在战场上反制无人机就无这些限制,就可以干扰 GPS 卫星导航,切断网络互连。这就不是常规思维模式。无人机最依赖的技术是未来战争最先挑战的反制技术。这包括对 AI 技术的反制。 现有反无人机的方法 1) 鹰 抓无人机 一些出境率较高的如执法部门训练鹰 , 以 “空战方式”击落无人机 . 。 法国某空军基地 2016 年 10 月 25 日举行演习时,一只老鹰在空中用双爪拦截了一架无人机。法国空军宣称,他们已经训练出专门对付无人机的老鹰。 荷兰 警方就曾训练老鹰抓捕无人机,据称聪明的老鹰自己会避开高速旋转的螺旋桨。 2) 网捕无人机 英国 OpenWorks Engineering 公司研制的 SkyWall100 无人机防御系统,以压缩空气为动力,最大射程 100 米 , 英国人发明的火箭筒 可 射出一个网 。 法国 、 日本 等国家还尝试将 在 无人机底下 , 挂 更大号的 网,将小型 四 旋翼捕获。用降落伞软着陆。 我国航天科工集团二院 206 所研制的网捕无人机装置,一架黑色无人机装上摄像头,如同安装了眼睛,机下有两个发射筒,当摄像头捕获白色四旋翼无人机后。地面操控人员锁定目标后,发射筒弹出白色网,一举击落白色无人机。 3) 高炮摧毁 对付高空、高速的大型无人机可以使用战斗机、远程防空导弹 ; 对于一般的战术无人机,高炮亦可以有效摧毁之。在民兵预备役中 , 这些高炮亦有大量装备。 4) 激光防空系统 央视新闻中曾报道国外捕捉无人机的信息,其中有用影像定位,较远距离摧毁或压制无人机的通信网络,从而迫降无人机;激光武器反无人机等。 更小型、更低空、更慢速的民用小型无人机,掌握好提前量,用普通枪械亦可击落。 而在大型演唱会等集会活动中,还可以部署 “ 低空卫士 ” 激光防空系统 , 精准摧毁 2 公里范围内的小型无人机。 5) “ 黑客 ” 越权接管无人机 俘获消费级无人机的技术难度则更低,在 315 晚会上,央视就当众表演了 “ 黑客 ” 如何越权接管无人机。据了解这并非大疆 “ 精灵 ” 第一次在媒体面前被劫持,据媒体报道: 2015 年 10 月 24 日的 GeekPwn 黑客大赛中 , 选手们就现场入侵了大疆 “ 精灵 ” 无人机,并成功操纵其飞行。 6) 干扰全球卫星定位系统 据美国《大众机械》月刊网站报道称,俄军正在积极尝试对叙利亚上空的美军无人机实施干扰,通过干扰全球卫星定位系统信号的发射 , 破坏飞行行动。干扰行动 “严重影响”美无人机 飞 行 。 俄军干扰无人机来阻止美军收集情报。干扰设备由俄军研发,甚至影响带有反干扰技术的导航设备,也非常有效,足以影响加密通信。受到干扰的 只 是小型无人机 。 7) 电磁干扰枪 电磁干扰枪 是一种具有枪型的电磁干扰设备,有枪 的模样 ,还有夹板形状。 “电磁步 枪 ”不是真枪,只是外形制造成步枪模样,该设备可由天线发射无线电波,能够以 30 度的圆锥轮廓扫 描 上空,对可疑无人机控制信号 、 已 由 GPS 卫星 导航 的 信号进行干扰,有效作用距离为 400m 。无人机在收到干扰后,会因失联而迫降。 此干扰枪 不是 将 无人机打成了碎片,只是 将其 缓缓降落在了地 面 上。英国国际财经时报称,这种武器的原理是发射 2.4GHz 到 5.8GHz 之间干扰电波,中断遥控设备和无人机之间的联系。因为大部分无人机遥控器是 在 这个频段 范围内 。 据报道称解放军在演习中 , 用电磁干扰枪成功击落过无人机。 8) 反无人机系统 2015 年 9 月 , 伦敦防务展 DSEI 上,出现反无人机系统产品,它先侦察,后劫持,然后控制该无人机,强迫使其降落。 英国三家公司:布莱特监控公司 (B1ighter 5urvei11ance System) 、切斯动力公司 (Chess Dynamics) 和恩特普赖斯控制系统公司 (Enterprise Control Systems) 共同开发。用来探测、跟踪、分类、干扰、压制 8km 范围内的无人机。还能有效对付 2km 以内的微型无人机。该系 统的全集成技术包括传感器、效应器。全智能化包括探测、跟踪、分类、压制等功能。工作站可以固定式 , 也可移动式 。 参考消息网 2017 年 12 月 1 日报道 : 英国《简氏防务周刊》网站发表题为《中国测试新的激 光反无人机系统》的报道称,中国国防部 11 月 28 日公布的图像显示,在北京进行了疑似新型反无人机系统的测试。 该系统是车载, 一辆车上装有侦察和干扰设备,车顶上配备有雷达、电子干扰系统和一个小型光电转塔,另一辆车顶上装载着激光武器、 跟 踪系统(光电和热能)和一个激光测距器。这些车辆很可能载有发电系统,以及控制台和通信系统。据中国媒体报道,不到 10 秒内,反无人机系统就能发现一公里外的“敌方无人机”,并发射激光。该系统可有效针对 600 米以 内 低空飞行的无人机。 9) 大才小用 爱国者反制无人机 2018-07-24 , 中国国防报 刊文: “ 尴尬了!以色列用爱国者导弹打下自家卖的无人机 ”。  最近,有一架无人机从叙利亚方面越过紫线,以色列使用 昂贵的 “ 爱国者 ” 拦截弹将其击落。 以色列多次警告叙利亚 “ 从紫线 (1967 年联合国划定的叙以戈兰高地停火线 ) 东面过来的不明物体,都会导致严重后果 ” 。以色列军人发现: 这正 是以色列的 “ 搜索者 ”Ⅱ 无人机 。 以色列击落的这架无人机 , 是前两年以色列卖给俄罗斯的,俄罗斯称其为 “ 前哨 ” 无人机 。 以色列出口给俄罗斯的主要是 中近程的战术无人机 ,包括 2 架 “ 鸟眼 -400” 、 8 架 “I-View MK150” 和 2 架 “ 探索者 ”Ⅱ ,其中 “ 探索者 ”Ⅱ 已 被仿制,俄罗斯称其 为 “ 前哨 ” 。 用 ” 爱国者 ” 导弹反制 “ 前哨 ” 无人机毕竟是大才小用。 10 ) 反超高音速无人机 凡是武器都会出现矛与盾的不停转化,再复杂的系统也会有被制约的可能。导弹系统是攻击型武器,反导系统是防御型武器。无人机是进攻型武器,反无人机是防御性武器。一正一反,在创新推动下,技术不断更新。 如今美、俄、中等国都在研制超高音速无人机,俄罗斯已宣布拥有这类武器,在速度、飞行高度、携带核武器以及对全球攻击能力及速度方面其威慑力显而易见。要反制这类武器首要解决探测难的问题,这与微型无人机探测难不是同一概念,如何增加响应时间,防止在自己领空造成威胁和破坏。 这个问题必须与航天探测接轨,不能用通常防空技术应对这种武器。这类武器尚未在战场中出现,也就不可能有这种武器被反制的报道。 据报道美国 洛克希德 ·马丁公司 , 目前正在阿拉斯加建造 “远程识别雷达”,但该雷达无法探测到从朝鲜射向夏威夷的导弹。 该雷达 价格很高,但更换的 X 波段雷达不能用于防御高超音速助推滑翔器或巡航导弹攻击。为应对来自中国和俄罗斯的新威胁,美军还需要基于太空的传感器,因为地面雷达受到地球曲率的限制。当然,部署在夏威夷的远程地面雷达仍然是必要的,因为它们扩展了太空雷达的覆盖范围。 不难看出,反超高音速无人机的新威胁早已进入美军方视野,首先要解决的是快速探测难题。 11) 各国针对 “低慢小”无人机的反制系统,可谓是“百花齐放”。军工企业研制的反无人机系统 , 以激光拦截和传统火力打击等 “硬杀伤”为主,科技公司研制的防控装备则以无线电干扰以及“网式”拦截等“软杀伤”为主,还有一些出境率较高的如执法部门训练鹰以“空战方式”击落无人机等。美国《国家利益》报道称,在 2015 年的美国“黑镖”反无人机演习中, 多达 55种反无人机系统“登台献技” 。 也就是说针对各类无人机的反制技术会不断增加,这也会形成一种新的产业。 应当指出的是,地面上的机器人正沿着飞行机器人的发展道路,驶入快车道,它面临的未来会不会与今日无人机的局面相似,或者规模更大,威胁更强,是令人忧心的全球问题。 “ 蜂群 ” 作战 的思维模式 “ 蜂群 ” 作战古 今 有之,早在十三世纪 , 蒙古人远征作战行动中 , 就可以看到这一战术的影子。只是近年随着无人机、人工智能、自主系统、大数据等前沿技术的发展与应用,无人机 “ 蜂群 ” 作战又重回人们的视野。 这是古为今用,还是返古思维?是一个值得探讨的问题! 作为无人机 “蜂群”作战技术的先导国家,美国正致力于这一颠覆性技术的发展,主要有战略能力办公室的“山鹑”项目、国防部高级研究计划局的“小精灵”项目、空军研究实验室的“忠诚僚机”项目、海军研究局“低成本”项目等。美国把无人机“蜂群”技术列为“第三次抵消战略”五大支撑技术之一,甚至宣称无人机“蜂群”技术 , 是核武器技术以来 , 军事技术领域内最重要的发明。 或者说,这是用中国古代思维破解当今前沿科技的难题的必由之路! 1 ) 无人机 “ 蜂群 ” 作战特征 今天的无人机 “ 蜂群 ” 作战,通过模拟群聚 生物 的协作行为与信息交互方式,以 自主化和智能化 的整体协同方式完成作战任务。它有 5 个重要特征: 一是去中心化,即没有一个个体处于主导地位,其中任何一个个体消失或丧失功能,都不影响群体功能。 二是自主控制,即所有个体只控制个体行动,并观察临近个体位置,实时自主协同。 三是集群 组合 ,即集群受外力改变群体结构、位置时,新的集群结构会快速自动形成并保持稳定。 四是功能放大,即集群能够克服个体能力的不足,通过协同实现整体能力放大,即 1 + 1 > 2 的效果。 五是零伤亡化,这使得 “ 蜂群 ” 作战运用具有较低决策门槛和政治风险的优势。 2 ) 无人机 “ 蜂群 ” 作战优势 抵近侦察 : 无人机 “ 蜂群 ” 作战 大 都是微小型无人机 ,易突防,不易被雷达、红外、声波、光电等探测到。易接近敌方陣地,提供可靠的战地情报。通过蜂群传回数据链。这种方式可打破传统无人机操控方式中信息泄漏、易被干扰和欺骗带来的损失。 “ 蜂群 ” 电子战: “ 蜂群 ” 无人机可携带电子干扰设备 ,既可以伪装诱餌,又可以充当干扰机。作为诱餌时,可让敌人暴露防空设备的频率及甚它参数,获取这些信息后,可施放强电磁干扰,让敌方雷达信号飽和。为主攻武器开辟通路。 察打一体 : “ 蜂群 ” 无人机可根据任务需要, 组合成多个编队, 分别配置侦察、火力模块,再组成一个大型突击编队, 形成侦察 、 探测和火力攻击为一体的 模 块组合, 深 入敌方纵深高危和重要 目 标实施一条龙攻击,也可以看成将几方面战斗住务分 解 为几部分组合 , 协同完成。 这就形成了一种新的作战理念。 3) 有人与无人机 协同作战 有人机与 “ 蜂群 ” 无人机协同作战 ,是大量集群式无人机作战的必然选择。一方面可避兔对 GPS 卫星导航的干扰,也可以避免敌方迫降。另外,有人机可在空中放飞“蜂群”无人机和回收“蜂群”无人机。这也避免了对无人机控制站的攻击。 “ 蜂群 ” 无人机作战 也可以 掩护有人驾驶飞机安全。 不难看出,无人机集群战术表面上看是无人战争,在敌方陣地上空是无人,可避免人員伤亡,实际上仍然有人操控,千万不要以为 AI 技术就可以决定一切。无人战场决非无人,只是为了减小人員伤亡至零。人不在双方交战的区域内,隐藏在区域外,如同古时峰火台和旗语,都是有人在操控。这已经不依賴网络和 AI 技术,借助生物技术来实现上述目的。 参考文献 小身材大威力!美军自杀式无人机:可摧毁坦克 单兵能携 3 架 , 来源: 参考军事 。 2018-06-12 10:50:20. 俄媒:不明无人机袭击驻叙俄军 搭载雷管由 “外国制造” , 来源: 参考军事 , 2018-07-03 14:53:18 http://www.cankaoxiaoxi.com/mil/20180703/2287502.shtml 农业农村部: 2017 年全国保有植保无人机 14000 多架 将大规模推广统防统治 ,来源: 环球网 , 2018-07-06 08:30 http://uav.huanqiu.com/hyg/2018-07/12428360.html 扶青 , 南方日报:让无人机 “黑飞”无所遁形 , 来源:南方日报 , 2017-03-10 11:09 “ 反无人机 ” 三大模式 , 来源: 猎云网, 2017-10-24 。 http://uav.xinhuanet.com/2017-10/24/c_129725771.htm 鹰拦截无人机 , 来自 / 联合早报 , 2016 年 11 月 19 日 王枝鑫等,无人机反制技术概述, 来源:万方数据, 2017 年 7 月。 http://www.doc88.com/p-5901384617236.html 各个类 反无人机 的手段分类及优缺点分析 | 中国民用航空网 http://www.ccaonline.cn/news/hot/343268.html 反无人机系统类别及工作原理详解 , 来源:电子发烧友 时间: 2016-08-10 鹰抓、激光照、机枪扫!各国 “脑洞大开”开发反无人机武器 , 来源: 参考军事 2018-07-16 低空无人机杀手!英媒称中国车载激光武器能烧穿金属板 , 来源: 参考军事 , 2017-12-01 尴尬了!以色列用爱国者导弹打下自家卖的无人机 , 来源 : 中国国防报 , 2018-07-24 。 无人机,飞越你的想象 , 来源:半月谈网, 2018-07-26 09:58 英国:无人机如何造福城市?这五个方面值得关注 , 来源: 网易科技报道, 2018-07-26http://uav.huanqiu.com/hyg/2018-07/12576695.html 无人机改有人机!俄六代机原型机选定 “猎人”攻击型无人机 , 来源: 参考军事 , 2018-07-23 12:56:01 无人机反制系统到底是什么? 来源:百度百科词条 . https://jingyan.baidu.com/article/fc07f98941be3912ffe51993.html “低慢小”无人机如何监测与反制? 来源 : 民航资源网 ( 合肥 ) , 2017-04-24 09:34:34  http://news.163.com/uav/17/0424/09/CIPDTIJ20001899S.html 雍黎 杨仑 , 无人装备,颠覆当下作战规则 , 来源:科技日报 , 2018-06-27 10:350 http://www.81.cn/jskj/2018-06/27/content_8071684_3.htm 美军急推新款 X 波段雷达 能监控中俄高超音速武器 , 来源: 环球时报, 2018-07-13 。
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反无人机的新动向和新思维(1)
dsm9393 2018-7-21 20:29
反无人机 的新动向和新思维 (1) New trend and new thinking of anti UAV 都世民( Du Shimin ) 摘要:本文讨论反无人机的相关问题。首先阐明为什么要反无人机?在此需求的基础上,讨论反无人机的相关技术。近几年来,反无人机兴起,出现的新技术和新动向与早先的思维有相当大的差异。 关键词:无人机,反无人机, 新动向,科普 为什么要反无人机? 外媒称,中国空军已经组建了一支专门侦测和处置无人机的部队。文中指出: 2014 年,美国《华尔街日报》采访的一名消息人士说,中国大约有 80% 的无人机飞行活动未经审批。中国目前大约有 10 万架私人拥有的无人机,中国无人机行业预计未来十年内 将 飞速发展。 其实 全世界 已 有 86 个国家“拥有一定程度的无人机能力”。 无人机的超高速飞行、空中悬停、长航时等技术的结合 、自杀式无人机出现、 “黑飞”频发、群飞恐袭一再上演, 使无人机潜在威胁大增。 各国軍方对此形势頗为关注。 尽管无人机有很多功能为人类造福,可是事物都有两重性。无人机也会有负面作用 ,这与使用无人机的人有关,例如, 无人机空中拍摄会侵犯隐私 ; 无人机可携带武器系统 ; 无人机可携带化学有毒物质 及 爆炸物 、穿透物 ,无人机可从事恐 袭 、间谍、走私、贩毒 、杀人 等破坏活动。无人机 还 会干扰军机训练;会干扰民航机场正常运行;会干扰直升机救火 ; 会干扰大型赛事活动和危及民众安全。 无人机的快速发展与无序管理的状态危害极大,单纯靠控制无人机使用及限制使用条件,不能避免无人机可能带来的风险及危害。不可小视! 新技术的发展导致现代战争战场及作战方法的改变,如今美国军方提出分布式作战理念,将过去化费高昂代价研制的大型武器的功能分解成诸多大量小型武器平台,通过自主、协同、一体化运作,实现相同目标和更高的效费比。从而实现低成本、机动灵活、对抗性强、伤亡小、研制周期短的作战能力和优势。这种理念的基础是网络化、无人驾驶、快速打击、 AI 技术、纳米技术、电子战技术等的发展,从而改变未来战争格局。 就无人机而言,它可以运用在各个兵种,早就改变了原先只能侦察和监视的功能。海陸空和地下作战都会有无人机参与。临近空间的超高音速无人机,可以实现全球快速打击;高空长航时无人机可搜集全球战略情报;中空长续航无人机,可以实现多功能,具有较强的攻击性能;武装攻击型无人机,可以自杀式袭击,有较强的自我防护能力,穿透力强;现在正在兴起的集群式小型无人机,数量有十几架、数十架和百架,甚至千架和万架,排兵布阵;更应指出的是,有人率领的集群无人机,放飞和回收无人机合一的空中平台。 如上所述,无论軍事上,还是民用方面,无人机不可能在任何条件下,都能保证与人类友好相处。相反,无人机给人带来的威胁大增。在軍事上和反恐袭方面,对反无人机技术的需求倍受关注,而且要破除常規思维,研发反无人机技术和武器,适应保家卫国的需要。 自杀式无人机 已登场 参考消息网 2018 年 6 月 12 日报道 : 美国《防务新闻》周刊网站发表题为《自杀式无人机 小身材大威力》的报道称,在一个小屋的一角,火箭发射器和机枪的对面是一台小型地面机器人。在它后面,是一架被吊挂的 “捕食者”无人机。 这款 “捕食者” AX-1 的无人机 , 在斯洛伐克布拉迪斯拉发安防展上 已经 亮相, 这是 由美国康佩尔工业公司和因乔夫航天公司联合研制。它是一种巡飞弹,能由步兵携带 3 架 。这款无人机有效载荷 4.4 磅。可能是温压弹头,能有效打击“无装甲和轻装甲目标” ,包括 装甲运兵车、步兵战车和老式坦克。这些弹头都由标准的 RPG-7V 火箭筒所用弹药研发而 成 。 这种无人机给我们的启示是: 1. 小无人机 重 22 磅( 1 磅约合 0.45 公斤), 不到 10 公斤,能 干大事情; 2. 小无人机有摄像头,如同装上了眼睛; 3. 小无人机被武装后,有攻击性能; 4. 武装小无人机可以有多种方式、多种目标作为攻击对象,对重要设施:核设施、大型水利设施、軍火库等防护带来巨大威胁; 5. 反对研发杀人无人机,实际上是无效的,軍方需要战争工具,希望化费小的代价实现大规模威胁的新思维。一旦这类武装无人机不是在战场杀人,追罪责时,谁承当法律责任? 6. 这类武器的控制、打击精度、自我保护、部件组合方式、费效比等综合指标的创新设计,突破了无人机单纯侦察、监视等非攻击性任务,在军事上有更大地应用空间。 7. 小无人机不易被雷达发现,免除了高昂的隐身设计、制造、维护等费用。 8. 国防科研从大项目中跳出来,朝系统化、分散化、自上而下的合作研制方式的方向发展。也有利于軍民合作研制的方向。可避免少数专家垄断大项目,反手转包的模式,使资金大量流失,易生腐败。 群飞恐袭惊魂在上演 2018 年 1 月, 13 架无人机 集群, 对俄罗斯驻叙利亚赫迈米姆空军基地和塔尔图斯海军基地发动袭击, 这类 高技术恐怖袭击 事件造成的 威胁 ,在当时曾引起震动。事实表明这不是偶发事件, 自 今年 1 月袭击之后, 4 月、 5 月和 6 月又 接连 发生 3 起小型无人机 集群式 袭击 。 2018 年 6 月 30 日 , 叙利亚赫迈米姆空军基地附近的俄罗斯防空部队 , 击落了一批来历不明的 10 架 无人机。俄罗斯军方没有公布用于击落无人机的武器系统。 这些集群的小型 无人机 , 携带的 “简易爆炸装置”的雷管是“外国制造的”。 这种针对 驻叙俄军基地 所发生 的 多起恐怖袭击 事件, 已很难预防,因为 当 今 恐怖分 子是在 全球流动 ,他们用无人机实现恐怖袭击不是难事,这就使这类恐袭难以 遏制, 这类 高技术恐怖袭击的威胁已经迫 在眉急 。全球范围内的无人机 “恐袭惊魂”一再上演, 就将反制无人机推向研究热点,各国军方势必倍加关注反制无人机这一重要议题。 俄罗斯国防部 曾 披露,袭击俄军基地的无人机都配备了气压传感器和升降舵,在飞行过程中使用 GPS 导航技术,而携带的爆炸物和引信也都是军用级别的。俄罗斯专家对截获的无人机进行技术分析 后 发现,武装分子甚至可以在 100 公里外放飞这些无人机 。然而 这些无人机都是市场上随处可见的消费级无人机 ,将其 改装而 成, 部分武器通过黑市或特殊渠道流入叙利亚。 也就是说无人机数量剧增后,获得无人机并进行改装不是困难的事情 。 相反,反制恐怖袭击已提到议事日程,而且迫在眉急。 当前的全球反恐形势下 , 没有谁能够独善其身。 “黑飞”频发 违规飞行 2017 年 1 月 15 日在蕭山机场,曾发生无人机违规飞行事件。在 450 米高空,无人机高空拍摄民航客机。过去三年,仅在京津冀地区就 有 110 起 无人机 “黑飞”事件。违规飞行逐年上升。这类低小慢飞行器的成本低、体积小、速度慢、飞行高度低、操作简便,持有量正在不断上升。使“黑飞”频发,反制“黑飞”刻不容缓。 在南海仲裁闹剧发生后, 有的 大国还在 我 国 周边部署了长航时无人机。 我们要 把 这类 无人机打下来 ,是 不得不考 虑 的问题 。 这里 所 说的 “黑飞”,就是指未经登记批准的飞行 器 。有人可能认为,消费级无人机控制距离不过几百米,没有必要专门登记。这是错估了 “黑飞”的危害性。就拿民航飞行来说,无人机体积小、飞行高度低、速度慢,很难被民航雷达发现和识别,因此很容易对民航飞行造成干扰。今年 1 月份,杭州有无人机近距离拍摄民航客机,一旦和 民航 飞机相撞,后果不堪设想。在昆明、深圳、绵阳等各地机场,因为无人机非法飞行导致航班延误或备降事件,可以说屡见不鲜。另外,无人机 “黑飞”不仅干扰军民飞行器正常起降,还可能涉及到“偷窥”侵犯公民隐私、飞入军事禁区“泄露国家机密”等问题。 消费级无人机门槛极低:在市面上,最简易的无人机只需要几百块钱,一般无人机也只需手柄遥控,操作简单。 2014年 , 全球消费级无人机销量约 25万架,2015年这个数字就变成了40万架,预测到2019年,将到达300万架左右。在世界范围内,如何规制无人机都是个难题,中国也不例外。而从无人机的发展势头看, 无人机监管要从全局进行设计,至少涉及三 方面 问题: 一是完善相关法律和 法 规,比如定义 飞行器类别、主官部门、使用条件、违现处罚条例 ; 二是建立行业标准,比如飞行高度、空域规划等 ; 三是通过实名制购买等手段,明确持有人的责任,继而追溯到相关厂商的责任,通过实名 制具体确定责任,可以有效规制更改模块、破解 “禁飞区”的问题出现。 无人战场 自 1918 年第一架无人机问世至今,已有百年之久。无人机已广泛运用于战场侦察监視、目标指示、电子信息战、指揮控制、舰艇护航、毁坏评估、无线电中继站、诱餌或作战武器平台。本世纪的战争和局部冲突中显示了无人机更强大的軍事威力。它是未来实現零伤亡战争的首选武器之一。无人机威胁正日益增大,国内外军事家们都在研究无人机群飞战法,以求未来胜出。 未来战争和现在的局部战争是会有区别的。未来战争会不会出现无人战场,从太空到地面全部无人化,如果这一地区是双方争夺的要地,这在当代军方的思维中已有变化,过去强调制空权,卫星观测居高临下,由高轨转向中低轨道,在高空有隐身侦察机,如今有无人机投入,这使战场变成可透视化。让地面上设施和人都暴露在各种侦察设备的窥视之下。现代侦察设备有雷达、红外和激光等多种设备,分布在各个层面上,以网络的方式互连,形成统一的作战体系。如今即使巷战的环境中,利用各种无人设备构成的无人作战系统,使侦察、火力攻击及后勤保障和战场评估都可以由无人系统完成。这是无人系统投入后带来的新变化。如何面对这种新的形势及变化,如何反制无人机和其它无人装备,是战争取胜的关键因素之一。 在叙利亚战场已经岀现这一新的局面。改变了过去以隐身战机偷袭的战争模式和远程导弹攻击的模式。如今的无人战争系统模式更逼近对方陣地,伤亡少、攻击准确度高、代价小、杀伤力增加。 在古代,像无人机参战可以看成天兵天将,如今的天将不是无人机中的一员,而是有人机,这有人机与无人机协同飞行,有人机可以在空中放飞无人机,也可以回收无人机。使空情不断变化。无人机可以利用电子干扰掩护有人机,有人机可以实时操控无人机编队和实施攻击,避免常规反无人机技术的迫降、劫持,有人机可以选择无 GPS 导航和集群通信的其他方式,防止无人机受損。 敌我双方在未来战争中都会有无人作战系统,当敌人侵略时,已方如何应对?已成为现实问题。 ( 待续)
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[转载]萝卜片丢进河 无人机测流速
jiaqiangzheng 2018-6-6 18:22
我市积极开展防汛检查,做好防汛排涝准备 《南京日报》2018-05-24(A2)   高架桥下、地下通道、低洼路段,这些都是汛期易发生积淹水的地方。主汛期就要来了,怎样保证积淹水点在强降雨后快速排涝,不影响市民生活?5月23日,全市防汛防旱工作会议召开,部署防汛排涝应对措施。今年,全市共排出30处险工隐患和32处城市易积淹水点,主汛期到来前要全部完成整改和应急措施制定。   入梅可能较往年偏早,部分地区降水量将比常年多,5月23日,市气象局对今年汛期气候趋势进行了预测。今年以来,我市天气气候呈现4个特点:降水较常年偏多,冬季平均气温略低,冬季强降雪天气多,春季以来出现了大范围大风、大雾、大幅降温、暴雨天气,天气气候异常。“预计今年南京6—8月降水量总体接近常年,但时空分布不均。”市气象台人士通报称,从降水分布来看,可能出现6月偏多、7月偏少、8月正常的现象,高温日数约12—20天,较常年偏多,预计今年入梅时间可能提前到6月中旬,对南京影响较大的台风为1—2个。   气象部门介绍,汛期历来都是我市灾害性天气集中多发期,未来东亚季风强度和西太平洋海温、温热带高压强度位置变化将明显影响南京降水量分布,且今年又是“拉尼娜”影响年,极端天气可能增强多发。我市应警惕因降雨时空分布不均、强降水引发的区域性内涝和可能出现的阶段性旱情,做好防御准备。   汛期到来前,我市积极开展防汛检查,做好防汛排涝准备。目前,长江新济州河道、石臼湖、固城湖、秦淮东河九乡河闸站、滁河和水阳江整治工程已经完成,秦淮河秦淮区、江宁区段综合整治工程进度95%,黄木桥、一干河等区域骨干河道治理工程进度95%,水利重点片、重点区、灌区改造等农田水利工程总进度90%,43项水利消险工程完成,列入民生实事的18处积淹水点整治项目已完成10处。   为切实提升应急管理能力,水务部门组织的8支专业化抢险队伍进一步充实,应急抢险队员达到300人,各区都组建了1—2支社会化抢险队伍,防汛物资已全部到位。   险工隐患和易积淹水点是汛期重点管控对象。市水务局介绍,我市今年排出了长江、水阳江、天生桥河、溧水河、板桥河等大江大河的15处重点堤防险工,15处水库塘坝重点险工隐患,已经按照一点一策要求制定除险措施,能在汛前加固的必须完成加固,其余的密切监测、加强巡查,汛期后实施消险。同时,我市还对全市的低洼路段、地下通道、涵洞、地势低的小区进行了全面排查,统计出32处主要易积淹水点,大部分将在汛期前完成整改。预测到强降雨到来前,将加派人员到点上值守,采取开闸降水位、加快排水等应急措施,保障强降水后不发生影响较大的积淹水情况。    一批“高大上”水文监测仪器上岗   萝卜片丢进河 无人机测流速   餐桌上的白萝卜还能用于河道的流速监测、遥控船划一圈就能测出水质……5月23日,一场模拟秦淮河流域发生大洪水的水文监测演习在秦淮河东山站展开。15组专业水文监测队伍各显神通,无人机、遥控船、雷达等纷纷登场演示高科技水文监测能力,其中大部分仪器是今年首次应用于防汛工作。   演习由江苏省水文水资源勘测局和江苏省水文水资源勘测局南京分局主办,15组水文监测队伍分工有三:水位监测、流量监测和水质水生态监测。据介绍,水文监测是防汛工作中必不可少的重要环节,专家通过对水位、流量的监测数据分析,判断河道险情、制定应对方案、预估洪峰大小和时间。   演习现场,一架无人机飞在秦淮河东山站上空,操作员面前的电脑屏幕上显示着无人机传回的画面,画面上有很多彩色的纹路。“这是萝卜片在水里移动的痕迹。”操作员拿出一袋萝卜片。厚度不到1厘米的萝卜片是水流监测的“神器”,原因是萝卜的密度和水差不多,而且不会污染河道。萝卜片投入水中,就成了无人机拍摄的参照物,根据它们的移动轨迹,电脑软件可以马上分析出流速和流量。   除了无人机,雷达等仪器也在演习中亮相,扫一扫就能测出流速和水位。   “从今年起,水质和水生态也是汛期监测的项目。”操作人员告诉记者,以前汛期水文监测主要以监测水位、流速和流量等数据为主,今年将分析水质、水中微生物、浮游植物和浮游动物数据,监测水生态变化,加强环境保护力度。操作人员遥控一艘不到1米长的小船向河道中间驶去,还没到达对岸,操作人员的电脑里就有了实时的水温、PH值、电导、浊度和溶解氧数据。这艘小船不仅能实时分析5项基本数据,同时还能采样,水样将被送进实验室进一步分析。   据了解,通过应用高科技仪器,我市汛期水文监测能力明显提升。当天演习中亮相的这些新设备今年将服务于我市防汛工作。
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我们的无人机专利技术之一
fmjzzh 2018-4-25 07:15
我们的无人机专利技术之一 发明人、著作权人:马相鸣
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XTBG热红外及光谱成像遥感技术培训
lauccy 2018-4-19 08:58
随着遥感技术的发展,除可见光外,热红外及光谱成像在生态学中的应用越来越广。 热红外遥感可用于研究植被温度分布场,利用光谱图像可以计算多种植被指数,二者在植被健康监测、物种识别方面都有很大的应用前景。 本培训班主要针对热红外遥感数据的获取和处理,无人机热红外及光谱成像载荷的应用及后期图像处理技术开展为期3天的理论和实践培训,欢迎感兴趣的同仁报名参加。 详情请移步 http://www.xtbgeet.com/?p=33740from=timeline
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人人都有无人机的时代就要到来,你准备好了吗?
热度 5 sciencepress 2018-1-4 13:53
无人机的核心是控制,其自动化的发展主要解决了飞行自动控制,但还没有解决任务自主的问题。因此,无人机下一步产业化、全域化发展应用,必须依托人工智能技术的进步。我们认为人工智能技术将是无人机下一步发展的颠覆性技术之首。目前,部分小型无人机在智能控制方面取得了一定的进展,但远没有达到实用的地步。 当无人机遇上人工智能 无人机系统的智能化与其他无人系统既有相似之处又有不同之处。我们认为主要表现在三个方面:单机飞行智能是基础;多机协同智能是途径;任务自主智能是目标。随着人工智能技术的发展,我们期待人工智能应用到无人机领域,使无人机的自主任务能力迈上一个新的台阶。 从空中飞行器发展史看,无人机只比有人机晚诞生十几年,但其发展速度、普及速度远不及有人机迅速,主要是受限于智能控制技术的落后,随着以人工智能为代表的新一轮信息技术革命的突破性进展,无人机必将迎来高速发展应用的历史时刻。 单机飞行智能 面向高动态、实时和不透明的任务环境,无人机应该能够做到感知周边环境并规避障碍物、机动灵活并容错飞行、按照任务要求自主规划飞行路径、自主识别目标属性以及用自然语言与人交流等。需要环境感知与规避能力、自动目标识别能力、鲁棒控制能力、自主决策能力、路径规划能力以及语义交互能力等。这些能力涉及到的关键技术如下: 智能感知与规避 主要包括侦察、探测、通信、感知传感器一体化设计;多源/多模信息的融合处理;位置信息共享技术;环境自适应技术;新型传感器技术。 智能路径规划 主要包括蚁群算法;神经网络算法;粒子群算法;遗传算法;混合算法。 智能飞控技术 主要包括鲁棒性(容错、重构);开放性(兼容性、扩展性);自主决策(融合);自学习(进化)。 智能空域整合 主要包括智能地基感知与规避;智能无人机适航认证;修订空域管理规则。 智能飞行器 主要包括仿生飞行器(鸟、昆虫等);旋翼-固定翼复合式飞机;变体飞行器;跨介质飞行器。 多机协同智能 以无人机系统“蜂群”作战运用为目标,重点突破协同指挥控制技术、协同态势感知生成与评估技术、协同路径规划技术以及协同语义交互技术等技术,实现无人机系统之间、无人机系统与有人作战系统之间的高度协同,达到自动控制“蜂群”中各无人系统的平台状态、交战状态、任务进度以及各编队之间的协同状态的目的。 具体含义包括:一是执行任务时协同行动的能力;二是利用和共享跨领域UAS 传感器的信息来无缝地指挥、控制和通信的能力;三是能够接收不同系统的数据、信息和功能服务,并使它们有效协作的能力;四是能够提供数据、信息和功能服务给其他有/无人系统的能力。涉及关键技术有以下方面: 协同指挥控制技术 大动态、自组网通信技术;编队飞行控制技术;控制权限分级、切换和交接技术;任务规划与目标分配技术。 协同态势生成与评估 协同态势感知技术;协同态势处理技术;协同态势评估技术;协同态势分发技术。 协同路径规划 在前面智能路径规划的基础上,要根据协同内容实时调整,以保证协同的成功。 协同语义交互 核心是自然语言的机器理解(有人/无人、无人/无人)。 任务自主智能 如今,无人机操作手坐在那里,连续几个小时盯着显示屏,试图寻找目标或看到某些东西在动或做某些事情,以确定它是一个目标,这是人力资源的浪费,詹姆斯·卡特赖特上将,美参谋长联席会议副主席如是说。随着无人机系统的快速增长,无人机系统扮演角色的扩展,以及有人机系统和无人机系统的同步操作,对使用者造成了巨大的人力资源负担。 在有限的人力资源下,使用者在努力寻求方法来提高操作效能。提高处理能力和信息存储能力,尤其是机上预处理能力,这有可能改变无人机系统的运作方式。自主技术减少了人在操作系统中的工作量,优化了人在系统中的作用,使人的决策集中在最需要的地方。 无人机不仅能发现目标,识别目标,还要能确定这个目标是什么,该不该打击,最后要把这个任务给完成,这个是最终的任务。例如,微软2015 年构建的152 层深度学习神经网络,识别目标能够实现3.57%的错误率,已经超过人的识别率。涉及关键技术有模式识别(语音、文字和图像)的学习控制;人工神经网络的神经控制;专家系统的规则控制;模糊集合的模糊控制。 家家都有机器人,人人都有无人机的时代就要到来,你准备好了吗? 本文根据“问天科学讲坛”2016 年12 月2 日音频材料整理,内容略有删节。 《问天科学》 南京航空航天大学科学技术协会 编 责编:惠雪 北京:科学出版社,2017.7 ISBN:978-7-03-053686-0 “问天科学讲坛”是南京航空航天大学60 周年校庆之际创办的科学讲坛。该讲坛邀请校内外不同领域的院士,融学术前沿于科学普及,为广大师生传道解惑。旨在将院士大家的前沿的科学知识和信息资源,先进的科学理念传递给学生和社会公众,最大化地传播科学思想和前沿技术,引导广大科研工作者继续深入研究航空航天科学技术,同时引导更多的读者关注我国航空航天事业的发展。 本书首次从百余位院士的报告中汇编了7 位航空航天领域的院士报告,并结集成书,包括:叶培建院士“有人参与的深空探测突出科技问题研究”;张祖勋院士“信息化时代的摄影测量”;龚惠兴院士“空间红外天文观测技术”; 李应红院士“等离子体冲击波流动控制与表面强化”;赵淳生院士“创新创业实现中国梦”;戚发轫院士“航天技术与中国航天”;樊邦奎院士“当无人机遇上人工智能”。 (本期责编:李文超) 一起阅读科学! 科学出版社│微信ID:sciencepress-cspm 专业品质 学术价值 原创好读 科学品味 点击文中 书名、作者、封面 可购买本书。
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无人机打蚊子(171227)
热度 6 ymin 2017-12-27 09:12
无人机打蚊子 (171227 ) 闵应骅 这篇的题目有点怪!中国有个俗话:“高射炮打蚊子”是形容大才小用。这里的“无人机打蚊子”,可来自 IEEE Spectrum 2017/12 号上一个新闻,“ DRONES MAKE A SPECIAL DELIVERY — MOSQUITOES “。 到目前为止,地球上最致命的动物是蚊子,每年全世界有 7 亿人因为蚊子感染上各种疾病,譬如疟疾、登革热、西罗尼病毒、和南美洲盛行的塞卡。成百万人死于蚊子传染的疾病,而且这些病许多都不能用药物治好。最好的办法是不让蚊子咬着。但是,昆虫在扩展它们的范围,从北方迁移到温暖气候的地方。 几十年来,在发展中国家,政府和非营利性机构都在做防止蚊子传染疾病的工作,在越来越大的范围内喷洒杀虫剂。但是,这个过程很昂贵,特别是蚊子也逐渐有了抗药性。美国国际开发署( USAID )正在探索新的蚊子控制方法。 一个办法是繁殖公蚊,把他们圈起来接受放射线,使之不育,然后把它们放生到野外去。这些蚊子不知道自己已不能繁殖,它们还努力去找对象,以致使蚊子可以减少 90% 。 这个方法已经用了半个世纪,但在发展中国家扩散不育公蚊的工作还是很困难。有的地方没有路,或者是很贫穷,不能用汽车去散昆虫,用直升机又太贵。 2016 年, USAID 资助一个组织,叫 WeRobotics ,他们负责研制在无人机上繁殖不育蚊子,而且散发到尽可能广泛的区域。在过去的几年里,他们在发展中国家建立了社区机器人实验室,他们用无人机绘制尼伯尔的道路地图,在秘鲁散药,在加勒比海域飓风玛利亚过后协调人道主义援助。 公司最近的课题是在南美洲测试一个基于无人机的蚊子控制系统。这里的问题不在于无人机本身,而在于如何从无人机上携带和释放这些蚊子。蚊子是一种非常脆弱的动物,假如你把上百万的蚊子放到一个很小的盒子里,它们会自相残杀,受伤了的蚊子就不能与野蚊子竞争。所以。目标是让无人机上携带尽可能多的蚊子,而不互相残杀。然而,聚集是一个问题,因为蚊子有许多腿和翅膀,要让它们藏在一个预冷的容器内。等温度到摄氏 4-8 度,它们就睡着了,就可以高密度地聚集它们了。还要控制蚊子的释放,不是一次就把它们全倒出来。他们试验过好多办法,譬如震动、像跑步机那样,现在他们用一个带孔的旋转部件,一次掉一个蚊子,再用几秒钟在二级容器里暖和一下,以适应外部的气温,并且醒过来准备飞行。 现在还不清楚这种方法是不是比人背背包去散更有效。 WeRobotics 将在今年底明年初在南美洲或中美洲进行此项试验。给这些昆虫打上记号,释放出去,再收紧回来检查它们的健康情况。 WeRobotics 开发的系统对于不同的蚊子和不同的无人机都可以适用。未来,可以运载从遗传学上讲应该是处置过了的不育公蚊子,携带了一种所谓沃巴赫氏菌,不繁殖后代,或者母蚊子不再传染疾病。但此事必须取得居民们的同意。 我在想,我们谈到无人机,首先想到的是军事上的用处,对付敌人。其实我们也要想想:如何让现代科技使人们的生活更美好。无人机打蚊子的这种研究应该是对人类有益的。但是,这种研究是由研究无人机的人做呢?还是研究生物技术的人来做呢?需要二者的结合,但是,谁来捏合呢?我们国家可能缺少这个。
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2017乐欢飞艇科技股份公司专利受理15项
fmjzzh 2017-8-16 03:58
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无人机集群协同新技术
sciencepress 2017-7-24 11:28
导读 智能化、集群化是未来无人机技术的发展趋势,而 无人机编队技术是实现无人机高级智能行为的必要基础和关键技术 。最近开展的一项关于 无人机编队控制算法的研究,能够实现对无人机编队间气动干扰进行实时估计与抑制,有效提高无人机集群密集编队的控制精度 。 相关研究发表于 SCIENCE CHINA Information Sciences (《中国科学:信息科学》英文版) 2017年第7期专题:“ Special Focus on Formation Control of Unmanned Systems ” ,题目为 “ Tight formation control of multiple unmanned aerial vehicles through an adaptive control method ”, 由南京航空航天大学王寅副教授担任通讯作者撰写 。 随着无人机自主化和网络化通信技术的发展,无人机的应用模式也在不断地发展。单架无人机受限于探测能力、载荷等因素,难以完成日益复杂的任务。多架无人机间通过通讯进行信息共享,扩大对环境态势的感知,实现协同任务分配与协调,能够有效提高无人机完成复杂任务的能力。所谓多无人机的协同编队飞行, 就是使多架无人机飞行过程中形成所要求的空间拓扑关系,并能根据任务的环境与需求进行动态调整,以体现整个机群的协同一致性,是实现无人机集群协同等高级智能行为的必要基础。 无人机编队控制结构图 该项研究对编队中无人机间的涡流效应进行了分析,并在考虑涡流效应和无人机未知模型参数的前提下为编队设计了自适应控制律,使之能够在扰动模型不确定的情况下达到较好的控制效果。 这一研究成果能够提高无人机紧密编队的飞行性能,具有重要的科学意义和应用价值。 研究得到了国家自然科学基金和北京航天航空大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室开放基金的支持。 ↙ 点击下方“阅读原文”下载论 Special Focus on Formation Control of Unmanned Systems 专题篇目 A survey on recent progress in control of swarm systems Bing ZHU, Lihua XIE, Duo HAN, Xiangyu MENG Rodney TEO Sci China Inf Sci , 2017, 60(7): 070201 Formation control with disturbance rejection for a class of Lipschitz nonlinear systems Chunyan WANG, Zongyu ZUO, Qinghai GONG Zhengtao DING Sci China Inf Sci , 2017, 60(7): 070202 Saturated coordinated control of multiple underactuated unmanned surface vehicles over a closed curve Lu LIU, Dan WANG, Zhouhua PENG Hugh H.T. LIU Sci China Inf Sci , 2017, 60(7): 070203 Fault-tolerant cooperative control for multiple UAVs based on sliding mode techniques Peng LI, Xiang YU, Xiaoyan PENG, Zhiqiang ZHENG Youmin ZHANG Sci China Inf Sci , 2017, 60(7): 070204 Simultaneous attack of a stationary target using multiple missiles: a consensus-based approach Jialing ZHOU, Jianying YANG Zhongkui LI Sci China Inf Sci , 2017, 60(7): 070205 Leader-follower formation of vehicles with velocity constraints and local coordinate frames Xiao YU Lu LIU Sci China Inf Sci , 2017, 60(7): 070206 Tight formation control of multiple unmanned aerial vehicles through an adaptive control method Yin WANG Daobo WANG Sci China Inf Sci , 2017, 60(7): 070207 专题网址如下,欢迎免费下载阅读: http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SCIS/60/7?slug=Browse
个人分类: 《中国科学》论文|4993 次阅读|0 个评论
亚马逊要在城市插根大柱子,送…快…递…
pandyliu 2017-6-26 21:20
上回丁少不是说过京东的智能物流来着嘛。 (不记得的戳这里) 文中提过亚马逊也在搞类似的东西。 像什么无人机送货,亚马逊走得还是更前的。 13分钟就能把快递送达 嗯,人家世界巨头嘛……炫炫技、吹吹牛,咱也理解。 可我打死也没想到的是,人家的物流黑科技远比想象中多! 这不,今天又曝出个新闻,说亚马逊申请了个新专利—— 无人机配送塔 这个是概念图啊,看个感觉。 一根高高大大的棒子,笔直地耸立在城市之中(密恐犯了),不断有无人机从上面飞出来。 放张专利图给你们看看。 咦?怎么有点像…… 额……毕竟是专利图,画得肯定会随意一点啦。 你要是不满意,他们还准备了好多款呢。 比如“子弹头”款; “平房”款; 以及这个“不知道叫什么”款。 虽然造型不同,但是功能大同小异。 它们是为了取代传统配送点而生的。 如今的配送点,是这样的↓↓ 遇到双十一、618,爆个仓就变成这样↓↓ 造成这种情况怪货流量太大是没错,但效率低下的人力分拣也绝对是甩不了锅的。 来来来,像亚马逊那样,建个塔,就完事啦~ 底层允许卡车和人进出,高层停满了无人机,塔内运用智能无人分拣系统。 货运进来→机器没日没夜地智能分拣→无人机送出去。 这效率……爆仓?不存在的。 这不是亚马逊第一次搞如此脑洞大开的专利了。 之前不是曝出了一个“空中仓库”的专利吗? 对,你没看错,真的上天了! 利用飞艇,把物流仓库建在1.3万米的高空中。 有了这个飞艇,仓库就能按需飞到指定的地方去了。 比如某地在开一场演唱会,或者一场大型体育赛事。 仓库就飞到这个体育场上方,即时配送演唱会和赛事的周边纪念品啊、食品啊什么的。(真尼玛会赚钱) 别急,花样还有呢。 为了让买家收货更方便,亚马逊还有专利—— 跟路灯结合在一起的无人机投递台。 这种路灯,哦不,投递台安装在每家每户的门口。 收快递不需要你在家,它直接投进投递台就完事。 顺便还能充个电。 炫吧,但首先,你得有独门独栋的房子…… 总之呢,亚马逊为了建立一套完整的智能物流体系,实在是费了心思啊。 顺丰和京东你们知道该怎么做了吧……
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开博第一篇:踢馆之引子
热度 5 emberash 2017-6-2 11:11
终于开博了,可以说一说憋了一年想说没地说,也没人愿意听的话。 自2015年10月阿法狗崛起以来,全世界掀起一股人工智能的狂潮:资本家投入大量资金,大量创业公司出现,成为各国政府的新世纪科技战略,是后进国家弯道超车的希望,好不热闹。那么这一轮人工智能热潮会取得颠覆性成就吗?还是和自上世纪40年代以来三次人工智能的起起伏伏历史一样,最后偃旗息鼓,资本家撤资,一地鸡毛? 本人并非要妄议各国朝政,而是从科学角度出发,分析始作佣者AlphaGo的本质,然后清楚认识它的局限性,泼泼冷水,踢踢馆,正本清源,而不是盲目炒作人工智能这个概念。 可以肯定的是,和人工智能搭点边,能做出产品的技术都不应该打人工智能的旗号,而且回复自动化及自动控制的名号,无人车,无人机,互联网金融本质都是如此。 这里也做个预言,2016年新创业了十多家AI看医疗影像的公司,当然他们也是在跟风DeepMind。我这里预言,他们最迟到2018年下旬都会遇到问题,要么倒闭,要么转做其他东西,有理想的拿其他东西的利润继续撑着做。这个画面我不敢看。 本篇是个引子,详细内容请关注后续博文。
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新加坡国立大学开发出新型垂直起降式变形无人机
热度 1 sciencepress 2017-3-27 16:07
2016年,新加坡国立大学陈本美教授无人系统研究团队完成开发一个创新的垂直起降式可变型无人机——U-Lion,并实现完全自主飞行,该样机的设计理念和飞行控制技术在该领域具有巨大的应用潜力—— 新加坡国立大学的两名博士生用四年的时间成功开发出新型复合型无人飞行器(UAV)——U-Lion,它可以像直升机一样垂直起降,并且可以像普通飞机一样巡航飞行 ▼ U-Lion的机翼可以完全收起或展开,以提高垂直飞行模式的稳定性或在巡航飞行中提供有效的升力;它也能够完全自主飞行,包括自主垂直起降,自主固定翼飞行和自主飞行模式转换。U-Lion的开发让复合型无人机离实际应用更近一步。 此项研发工作主要由博士生 汪康利 、 柯艺杰 在 陈本美 教授的指导下进行。相关论文近期发表于 《中国科学:信息科学》 英文版2017年第3期 MOOP 栏目。 过去几十年中,复合型无人机吸引了全世界的研究兴趣,因其在军事和民用中具有巨大的潜在应用价值,特别是在起降条件严苛的情况下,例如在执行海上巡视任务或森林测绘任务中。垂直起降能力去除了对起飞和着陆设施的依赖性,巡航飞行能力则有利于复合无人机执行远程和长航时任务。近年来在民用市场,垂直起降式的设计更是很多企业竞相追逐的目标,其中有代表性的如 Google Project Wing项目等。 然而, 由于垂直起降无人机和固定翼无人机的巨大结构差异,将两个功能组合在单个无人机上是个巨大的挑战。现有的复合无人机设计难免会倾向于优化两种飞行模式中的一种,但并没有同时优化两种飞行模式。 此外,由于在两种飞行模式切换过程中气动力具有高度不确定性,飞行模式的切换过程难以自动化。 U-Lion的设计采用尾座式构型,并采用可变形的机翼和矢量推进的动力装置。先进的建模和飞行控制技术,让其能够实现全包线飞行的有效性。U-Lion可以根据任务的需求,随时切换到垂直悬停或者巡航模式,机翼可以根据飞行状态调整到优化状态,最大限度地克服了当前无人机航时短、操纵性差的缺陷。 “U-Lion,作为一款自主复合式无人机,在许多应用中具有巨大的潜力。” 汪康利说,“垂直起降功能拓宽了其应用环境,巡航功能使其能够实现远距离、长航时任务。自主飞行能力减少了对资深操作手的依赖性,并进一步扩大了其应用范围。” “U-Lion的双重优化飞行模式会带来一种新的无人机操作理念,快速反应和定点悬停的能力给了U-Lion巨大的应用可能,垂直起降的能力能让U-Lion在几乎任何地方作业,包括在海上船只上。” 柯艺杰说道:“在未来的5到10年内,复合式无人机将改变人们在森林测绘,海上巡检,电力巡检,灾害防治等领域的操作方式,而作为复合式无人机中的佼佼者,U-Lion将会在其中占有重要的一席之地!” 了解研究开发详情,请点链接免费下载原文: Wang K L, Ke Y J, Chen B M. Autonomous reconfigurable hybrid tail-sitter UAV U-Lion. Sci China Inf Sci, 2017, 60(3): 033201 https://link.springer.com/article/10.1007/s11432-016-9002-x 《中国科学》杂志社微信公众号 关注请加: scichina1950 / 中国科学杂志社 或扫描识别二维码:
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