原创 无人驾驶飞机自动飞行控制系统初探

     随着科学技术的不断进步，近年来无人驾驶飞机的发展非常迅猛，技术水平不断提高，其功能也在不断完善。用途非常广泛，除军事用途之外，还可广泛用于工农业生产，如航拍、灭虫喷洒农药等等领域。

     我记得前些年，我们自己制造的遥控飞机模型，动力源一种是高速电动机的，另一种是甲醇燃料的航模发动机。遥控都是小功率的无线电发射，由于当时技术落后，无线电通信没有采用模拟通信，调制方式一般是调频和调幅，编码为比例遥控和开关编码，遥控舵机的动作，发动机油门的控制、起飞降落控制，实现遥控的空中飞行。飞行距离都控制在视距范围，一旦超出视距范围，很容易进入飞行盲区，导致失控坠毁失踪。

    现代无人驾驶飞机有了新的发展，无人驾驶飞机的性能和续航能力都有了很大提高。

   飞机框架结构采用了碳纤维复合材料，使得重量轻，机械强度高，相对体积载荷能力加强。同时实现了隐形的目的，雷达无法捕捉到反射波。

     动力源的技术水平也在提高，多缸大功率甲醇燃料高速发动机的出现，一般转速都能达到10000转/分钟以上，使得大功率无人驾驶飞机变成现实。太阳能电池的出现和稀土高效率大功率电机的出现，使得无人驾驶飞机噪音低，续航能力强。涡轮喷气式发动机，有的国家也使用在无人驾驶飞机上面，使得飞机飞行速度得以提高，缺点是效率低续航能力小。

    无人驾驶飞机的控制系统，大致有三部分组成：（1）通信网络部分，（2）惯性导航部分：（3）GPS定位控制部分。

    网络通信部分，无人驾驶飞机要想全球飞行，离不开全球通信网络，网络通信通道哪里，无人驾驶飞机就能飞到哪里，目前多采用卫星中继网络与移动通信网络和GPS网络相结合的方法。地面控制台，可以随时为无人机编写更改飞行路线图。地面控制台也可随时向无人机发出任何指令完成某些临时性任务。地面控制台也可随时监控无人机的飞行姿态和地面的情况。

     惯性导航部分主要是通过一些列陀螺仪、加速度传感器、磁阻传感器的数值送入单片机进行运算处理，控制舵机做相应动作，改变无人机的航向、姿态、俯仰状态。同时通过气压传感器个GPS的高度数据综合分析，控制飞行高度。

    GPS系统是近几年迅速发展起来的全球卫星定位系统。民用汽车、航海，手机都广泛使用了GPS系统。这给无人驾驶飞机提供了准确定位依据。GPS与惯性导航系统进行融合，成了无人驾驶飞机安全准确飞行的中枢神经。只要起飞之前编写好飞行路线的程序，无人机就会按照飞行地图准确飞行。 (星波）