第1章 无人机产业概述
1.1 无人机概述
1.1.1 无人机的定义
根据中国民用航空局飞行标准司的规定，无人机(unmanned aerial vehicle，UAV)，是由控制站管理(包括远程操纵或自主飞行)的航空器，也被称为远程驾驶航空器(remotely piloted aircraft，RPA)。无人机也可被定义为一种不搭载操作人员、采用空气动力为其提供升力、利用无线电或机载计算机与导航设备进行飞行控制、携带各类有效载荷、可一次性或多次重复使用的飞行器。
无人机系统(unmanned aircraft system，UAS)，也称为远程驾驶航空器系统(remotely piloted aircraft systems，RPAS)，是指由无人机、相关控制站、所需的指令与控制数据链路以及批准的型号设计规定的任何其他部件组成的系统。无人机系统可分为飞行系统、任务载荷系统、地面控制系统、数据链系统等，如图1-1所示。
图1-1 无人机系统构成图
无人机可以在手动模式和自动模式下飞行。在手动模式下，无人机接收来自地面站的无线电信号受控飞行；在自动模式下，无人机接收来自地面站的航迹数据或直接根据计算机生成的数据进行飞行。无人机工作过程如图1-2所示。
图1-2 无人机工作过程
注：GPS(global positioning system，全球定位系统)
1.1.2 无人机分类
无人机种类繁多，形式各异，可以按平台构成、用途、空机质量、飞行高度、活动半径等分为不同的类型，如图1-3所示。
根据平台构成的不同，无人机可分为固定翼无人机、旋翼无人机、无人机飞艇、伞翼无人机和扑翼无人机。
根据用途的不同，无人机可分为军用无人机和民用无人机两种。军用无人机又可分为侦察无人机、诱饵无人机、电子对抗无人机、通信中继无人机、无人战斗机以及靶机等。民用无人机又可分为巡查/监视无人机、农用无人机、气象无人机、勘察无人机和测绘无人机等。
根据空机质量的不同，无人机可分为微型无人机、轻型无人机、小型无人机以及大型无人机。微型无人机的空机质量小于或等于7kg；轻型无人机的空机质量大于7kg且小于或等于116kg；小型无人机的空机质量大于116kg且小于或等于5700kg；大型无人机的空机质量大于5700kg。
按飞行高度的不同，无人机可分为超低空无人机、低空无人机、中空无人机、高空无人机和超高空无人机。超低空无人机的飞行高度为0~l00m；低空无人机的飞行高度为100~1000m；中空无人机的飞行高度为1000~7000m；高空无人机的飞行高度为7000~18000m；超高空无人机飞行高度大于18000m。
按活动半径的不同，无人机可分为超近程无人机、近程无人机、短程无人机、中程无人机和远程无人机。超近程无人机活动半径在15km以内；近程无人机活动半径为15~50km；短程无人机活动半径为50~200km；中程无人机活动半径为200~800km；远程无人机活动半径大于800km。
图1-3 无人机的分类
1.1.3 无人机的功能和特点
无人机*初用于军事，主要作为靶机，进行通信中继、地面侦察和实施设备干扰。美国诺斯罗普公司研制的“全球鹰”无人驾驶飞机——MD2R5靶机的**飞行高度为8250m，主要用于地面侦察和空中格斗武器的试验与训练，可装红外曳光管、雷达信号发射器。无人驾驶飞机增强器还可带拖靶作为火炮或导弹的靶标。无人机上还可装载电子侦察设备、雷达干扰设备和通信干扰设备对敌方进行干扰。例如，英国的“君主”系统使用多架无人机飞临敌方阵地上空展开电子对抗战，美国的“先锋”无人机装载抗干扰扩频通信设备，可在空中建立通信基站。
随着民用无人机的兴起，无人机的应用领域逐渐拓宽，包括农业植保、工业巡检、警用执法、消防救援、航拍摄影、遥感测绘、包裹递送、边境巡逻、生物研究、天气预测、商业安保等数十个领域。无人机作为飞行平台，其相应的功能可通过搭载不同的任务载荷设备来完成。
与有人机相比，无人机具有制造和维护成本低、无人员伤亡、体积小等特点。由于不需要人员生存保障系统和应急救生系统，飞机重量大大减轻，安全风险系数小。但是，无人机应变能力较差、受天气影响较大，当有强信号干扰时，易造成接收机与地面工作站失去联系，且在极端环境中难以保持平稳的飞行状态。典型无人机的特点如表1-1所示。
表1-1 典型无人机的特点
1.2 无人机产业介绍
1.2.1 产业链
无人机的产业链上游主要是基础部件生产、任务载荷制造等行业，中游主要是系统研发、整机制造行业，下游主要是销售服务、应用服务及飞行服务行业，如图1-4所示。
在产业链上游生产桨叶、电机和电调、电池、发动机、任务载荷的企业主要有日本三菱丽阳、日本东丽工业、美国Hartzell、德国西格里、中国中航(惠阳)、中国威海拓展、中国吉林神舟、中国四川新万兴、日本三菱电机、瑞士ABB、德国西门子、中国台湾朗宇、中国新西达、中国亚拓、中国银燕、中国ATL（中国新能源科技有限公司）、中国Maxell(日本麦克赛尔株式会社) 、中国格瑞普、中国欣旺达、中国倍特力、中国格氏、中国比亚迪、中国佛山实达、中国德赛电池、日本小松、中国DLE、德国3W、日本本田、中国成飞、中国哈飞、中美乐迪(台湾)、美国DAL、生产遥控器的企业主要有日本FUTABA、日本JR、德国GRAUPNER、韩国HITECH、中国天地飞、中国乐迪、中国华科尔、德国唯亚诺、欧盟意法半导体、美国英特尔、美国飞思卡尔、中国联发科、中国展讯、中国华为(海思)、美国GoPro、中国AEE MoKacam、法国Parrort、日本索尼、中国大疆、中国亿航、中国龙视安、中国海康威视、法国TRT-Atlis、英国GEC、中国中航工业(洛光)、中国哈飞集团、中国成都振芯科技、中国凯迈测控等。
图1-4 无人机产业链
在中游做系统研发、集成测试和机体制造的企业有美国洛克希德?马丁、美国3DR、法国Parrort、德国AscTec、中国成飞、中国深圳大疆、中国成都纵横、中国广州极飞、中国BOSCAM、中国欧姆威、中国BeeRotor、以色列Amimon、中国天麒科技、中国时代星光、中国大疆、中国肥鲨、中国锐鹰、中国天宝、美国佳明、中国泰莱斯、日本Topcon、中国凯立德、美国佳明航电、中国中电科、中国九洲、日本Futaba、日本JR、日本SANWA等。
在下游做无人机销售、应用服务和飞行服务的机构有美国Amazon、美国ebay、中国京东、中国苏宁易购、中国淘宝、中国民用航空局、美国联邦航空管理局、中国通用航空协会、英国BMFA等。租赁服务企业主要有美国SkyCatch、美国DroneBase、美国Droners等。在农业植保、电力巡线、航拍航测、警务安防等领域，全球知名企业有日本Yamaha、中国极飞科技、中国天麒科技、中国安阳全丰航空、中国易瓦特科技、美国Precision、瑞士SenseFly、美国Airware、德国AscTec等。
1.2.2 产业特点
无人机产业具有产业链长、关联度高、带动性广、就业面宽、拉动消费能力强的特点，在国民经济建设和社会发展方面发挥着越来越重要的作用。在民用消费级无人机领域，大疆等消费级无人机企业迅速崛起，行业整体呈市场井喷式发展。民用工业级无人机领域整体还处在技术积累阶段，行业整体呈现分化局面。无人机在电力、安防、农业、森林防火、警用等不同细分领域的应用稳步增长。
