中国反无人机激光炮令外媒惊讶 5秒内可击落敌机
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中国反无人机激光炮令外媒惊讶 5秒内可击落敌机
中国反无人机激光炮令外媒惊讶 5秒内可击落敌机&来源：&责任编辑：史玮核心提示：中国工程物理研究院的研究人员说，这种激光炮可在发现无人机后5秒内将其击落。中国的“低空卫士”激光防御系统（上）在实景演示中击落小型飞行器（资料图片）参考消息网11月5日报道&外媒称，据中国官方的新华社报道，中国研制出一种激光防御系统可击落低空飞行的小型无人机。据美国有线电视新闻国际公司网站11月3日报道，这种武器可打击半径1.2英里（约合2公里）范围内的目标。其设计者中国工程物理研究院的研究人员说，这种激光炮可在发现无人机后5秒内将其击落。根据设计，这种《星球大战》风格的武器可在地面部署或装在运载工具上。据新华社报道，这种激光炮可击落目前在消费市场很容易获得的小型无人机。小型无人机价格低、噪音小、易发射，是恐怖分子和间谍的完美武器。中国工程物理研究院在给新华社的一份声明中说，这种激光炮将为人口密集地区的重大活动提供安保。它可击落以最高时速112英里（约合180公里）、在1600英尺（约合500米）以下高度飞行的无人机。许多无人机都符合这种描述，包括“鹦鹉”系列四旋翼无人机和传统的H-King“黑翼”无人机。据新华社报道，在最近测试中，这种激光炮击落了无人机30多架次，击落率100％。中国政府希望，利用该系统未来不用出动警察和军事人员就能击落构成威胁的无人机。中国工程物理研究院称，正在研制比这种激光炮功率更高、射程更远的版本。未来战争将越来越依赖无人运载工具，这种激光炮将使中国军队为未来战争做好准备。例如，美军已严重依赖军用无人机来打击也门、巴基斯坦和“伊斯兰国”的武装分子；美国海军还计划组建无人艇编队。在激光武器方面，美国也有类似计划。今年夏天，美军在“庞塞”号两栖船坞运输舰上部署了一台激光炮原型机。另据德国《明镜》周刊网站11月3日报道，有些科学家从儿时起就梦想造出激光武器，但这没有科幻小说中那么容易——尤其是因为激光能耗巨大。尽管如此，激光武器已不再是幻想。2009年，波音公司曾展示一辆安装了激光炮的吉普车，这门激光炮击落了数架无人机。现在，中国的物理学家显然也研发出一套类似系统。新华社报道，这种激光武器可在5秒内击落小型无人机。新华社展示了涂有迷彩的大金属箱和地面上破损的无人机的图片。中国工程物理研究院的工作人员说，小型无人机比较便宜，操作简单，因此可能为恐怖分子所利用。波音在推出其防御无人机的激光炮时也提出了类似说法。过去几天法国核电站上空出现神秘飞行器一事表明，这种情形绝对可能出现。俄罗斯《观点报》网站11月3日报道称，中国专家成功完成了旨在摧毁小型无人飞行器的激光武器测试。据中国工程物理研究院的设计专家介绍，这一系统名为“低空卫士”。中国工程物理研究院表示，这是首次用激光技术拦截“低、慢、小”目标。以往的拦截手段以狙击和直升机为主。但成功率低且有可能会造成附带杀伤，可能对地面建筑和人群造成危害，因此不太适合在城市环境和重大活动中应用。另外，以轻型、超轻型无人飞机、航模、三角翼等为代表的“低、慢、小”目标成本低廉、容易获取、操作方便，极易被暴恐分子利用。某些无资质、未经审批的利用航模进行地面测绘的行为也对军、民空中秩序造成不小的影响和损失。据印度《印度时报》网站11月3日报道，中国3日宣布，它已研发出一种高精度激光武器系统，该系统能在几秒钟内击落小型飞行器和无人机。消息人士说，这一情况很重要，因为中国可能将这种武器出口给其亲密盟友巴基斯坦。巴基斯坦一直在抵抗美国发动的无人机袭击。中国的激光武器项目已在西方国家中引发了忧虑。【延伸阅读】美媒:中国无人机走向全球市场 未来或成生产中心中国制造的“翼龙”无人机(资料图片)参考消息网11月2日报道&美国《国家利益》双月刊网站10月31日发表题为《中国无人战斗机：准备走向全球》的文章称，每隔一年，全球的航空专家都要到中国珠海一窥中国未来的航天实力。十年来，中国国际航空航天博览会展示了中国无人机的进步，从设计概念到有实际功能的样品。现在，中国对无人机技术的投资增强了该国在这一领域的竞争力，下周在珠海航展上的展出将再一次挑战全球控制军备的努力。中国公司在全球无人机市场跃跃欲试、希望大展身手，它们好似取得了很大进展。今年5月，有消息称沙特购买了中国制造的“翼龙”无人机，购买数量尚不知晓，该无人机与美国制造的“捕食者”无人机类似。之前，有报道说中国与阿尔及利亚军方有合作，还有人怀疑乌兹别克斯坦、阿联酋和巴基斯坦都在使用中国的无人机。在8月的上海合作组织联合军事演习中，中国向自己的伙伴进行了无人战斗机的实弹展示。所有这些事件发生于美国专家担心他们在无人驾驶飞行器技术方面的领先地位正不断被削弱之际。在“捕食者”无人机流行的几年后，美国军方削减了无人机的采购数量，以至于美军在忙于阿富汗战事期间都没法派出足够的无人机监视“伊斯兰国”的情况。只有美国海军正在研发一款无人战斗机，但这款战斗机的研发也不是那么受重视，为了节省成本，现在该方案还在审核中。同时，美国武装无人机的出口许可仅限于英国，而在全世界还有很大的无人机市场，中国正希望填补这些市场空白。促进中国无人机出口战略的还有几个重要因素。中国政府已经使用无人机来监管污染严重的企业、腐败官员以及毒品走私分子，在地震的时候用无人机进行紧急援助和用无人机来辅助一些执法行动。未来几年，无人机的这些作用将大大加强。在中国，无人机也有商业用途。发展中国家正在走向现代化的一些行业都需要航空技术，比如农业科技和环境规划。在中国，被许可的商用飞机很少，这使低价格的无人机成了非常好的替代品。随着中国军方的科研正在向下一代的战斗机和轰炸机迈进，引擎和传感器的改善可能会让未来无人机的设备更棒。因此，据预测，在未来十年中国将成为全球无人机的生产中心。但是对一个有武器扩散不良历史记录的国家来说，这会让人们产生一些疑虑。【延伸阅读】中国将在南极建固定翼机场 无人机提前勘测选址资料图：执行机场选址任务的大白鲨无人机原标题：我国将在南极建机场 北航飞行机器人参与选址勘察目前各国对南极的考察已经进入高峰期，我国已经建成4座南极考察站，却没有属于自己的固定翼机场，人物运输全靠海运，严重影响科考能力。记者上午了解到，我国将在南极中山站附近建设自己的固定翼机场，北京航空航天大学的飞行机器人本周四将远赴南极，对机场选址的冰盖进行勘察。今天上午，中国第31次南极科考机器人团队出征仪式在北京航空航天大学举行。仪式上，北航派出的科考飞行机器人“大白鲨”正式亮相。技术人员介绍，“大白鲨”翼展5.4米，只需100米长的冰雪面跑道即可起飞，最高时速达130公里。它可携带不少于18千克的装备，包括航拍设备、冰面皮温传感器、激光测距仪等，并且同时具备接收“北斗”导航信号和全球定位系统（GPS）的能力。“别看它大，因为采用了三段式设计，一个1.8米长，0.85米见方的箱子就能装进去。”参与研发“大白鲨”的北航机械学院副教授梁建宏对记者说。梁建宏是此次“大白鲨”任务的领队，本周四就将带着“大白鲨”从上海搭乘“雪龙号”科考船远赴南极。穿着一身冲锋衣的他告诉记者，预计12月中旬才能抵达中山站附近的海域，“之后会通过雪地车或者直升机抵达中山站。”记者了解到，此次“大白鲨”出征将首次承担具体科考任务——为我国第一座南极大陆固定翼机场选址。梁建宏说，目前美国等发达国家的大型运输机已经可以在南极腹地起降，我国却没有自己的固定翼机场，“租用的机场因为冰层融化，使用效率下降，绝大部分人员、物资只能靠海运。”他透露了“大白鲨”勘察机场选址的工作任务。他们将带着“大白鲨”离开中山站，深入南极大陆约40公里。然后“大白鲨”起飞，在一个3×10公里的范围内对冰盖进行梳状航线科考，主要考察获得冰盖的坡度、粗糙度等数据，“这对修建飞机场至关重要。”记者了解到，这是北航第四次派出机器人远赴南极考察。前三次考察中，北航的“雪雁”“贼鸥”“极地漫游者”等机器人顺利完成了南极地区图像和温度数据获取、“雪龙”号冰情侦查等任务，并且在卫星网络通讯下实现国内直接遥控的实验任务。此次考察中，北航首次开通“智慧南极”网络平台。梁建宏在南极的考察见闻将以日记形式在该网站刊出，包括文字、图片等，公众可第一时间了解南极科考实况。（张航）资料图片：日，中国第24次南极考察队员艾松涛（左）和牛晓伟（右）在中山站释放臭氧探空气球。（ 08:14:00）
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产品名称：华测P600E无人机航拍航测系统
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产品型号：上海华测
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“华测P600E无人机航拍航测系统”说明（该产品使用方法、保修、维护详情见说明书。）
P600E航拍系统是目前市面上最容易操作的全自动迷你型无人机测绘系统，机身采用模块化设计，所有部件可以拆卸放入一个小的仪器箱内，单人操作，简便灵活，可以帮助任何无航飞经验的人员轻松地完成航拍测绘任务。
P600E无人机航拍测绘系统自带飞行控制软件和数据处理系统，自行规划航线，现场处理数据，可以为用户提供一整套完整的解决方案，广泛应用于森林消防、警用巡逻、电力普查、市政设计、航拍测绘、三维建模、林权测算、海洋测绘等行业。
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轻巧的泡沫碳纤维机身和后置螺旋浆设计，简单、易学，不需要专业的操控手，全自动化的飞起、巡航和降落。
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信息标题：华测P600E无人机航拍航测系统
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无人机设计中的下一个进化步骤
有人认为，无人机（UAV）或无人驾驶飞机的商业重要性可能与互联网一样重要。诸如空中摄影和录像等高性能应用在很大程度上被无人机民主化，具有很大的吸引力和相应的高音量。更深奥的用途包括农业管理，预计其在医疗应用中的使用将增加。
由于为企业提供交钥匙解决方案的公司已经出现了'无人机即服务'的概念。有关立法的澄清有助于帮助而不是阻碍蓬勃发展的行业，尽管对整体有效载荷有所限制，但其优越性几乎都得到了保证。亚马逊和Facebook等大型组织正在积极开发项目，分别使用无人机在偏远地区交付商品和互联网连接。
这些新兴应用将越来越依赖自主性，因此，无人机可能成为完全融入社会的第一种真正自动驾驶汽车。这是一个活跃的研究领域，已经出现了商业系统，例如家庭监控无人机，它可以在检测到移动时自动导航建筑物的周边，并通过互联网将房屋所见到的信息传达给房主。
除了无人驾驶，无人机也不受限制。包含电源，处理和有效负载的紧凑型系统。为了真正有用，即使在危险和易变的天气条件下，它们也需要保持稳定和高效。尽管一次充电可以尽可能长时间地运行，但它们将不可避免地需要能够自己停靠以充电，使它们能够几乎无限期地自主运行。这种精确的控制和导航水平正在创造对新技术的需求，突出了无人机开发最重要的两个特点：电机控制和导航。
电子速度控制
作为一个系统，无人机可以用包括飞行控制器，电子速度控制器（ESC），电池和有效载荷的功能元素来描述。ESC与飞行控制器分开但仍由其管理是相关的。这主要是因为它是一个复杂的功能，可以从专用解决方案中受益。
ESC负责控制每个电机的速度，因此每个电机通常都有一个专用的ESC。为了协调它们的运行，所有的ESC必须能够直接或间接地通过飞行控制器相互通信;在典型的无人机中，可能会有四个ESC和四个电机。ESC已经成为一个卓越领域，通常表现为一个可以轻松集成的完整子系统，现在已经有一小部分但越来越多的ESC解决方案可用。
由于稳定性和效率在无人机技术中至关重要，电动机的控制方式对无人机的操作至关重要。许多ESC供应商采用的方法是磁场定向控制（FOC），一种控制电机转矩的技术，并通过这种技术来控制转速。FOC实施得很好时，可实现加速度的快速变化而不会引入不稳定性，允许无人驾驶飞机执行复杂的机动动作，同时最大限度地提高效率。在FOC中快速计算驱动矢量是至关重要的，这就是为什么它已成为一般针对电机控制，特别是针对ESC的微控制器供应商的重点。
无人机最受青睐的无刷直流电机是由于其体积小，成本低廉，经久耐用。为了进一步降低材料成本，无人机制造商通常会采用无传感器拓扑;也就是说，电机的位置是通过监控电机的状态而不是转子的位置来确定的。通过FOC算法对无传感器BLDC电机的控制非常复杂，这也是为什么交钥匙解决方案已经开始出现在领先的微控制器制造商身上的另一个原因。
其中一个例子是意法半导体的STEVAL-ESC001V1电子速度控制器（ESC），该器件将意法半导体的STM32F303CBT7微控制器和电机控制SDK与其L6398驱动器和STL160NS3LLH7功率MOSFET集成在一起。它们一起形成一个完整的解决方案，用于驱动单相三相无刷电机，无论是使用无传感器FOC算法的BLDC或PMSM（永磁同步电机）。功率MOSFET是N沟道30 V，160 A STripFET H7器件。该设计可以提供20 A的最大RMS电流，这足以驱动专业无人机中使用的电机。图1显示了该解决方案的框图。
意法半导体指出，FOC的使用，而不是像某些ESC所使用的梯形控制算法，可提供更好的转矩控制，而其提供的实施还可在减速期间提供主动制动和能量恢复。
图1：基于面向场控制的意法半导体STEVAL-ESC001V1电子速度控制解决方案框图，该解决方案是为无人机开发的。
图2（上侧）和图3（下侧）中显示了测量略小于30 mm×60 mm的组装板，突出显示了关键功能组件。
图2：STEVAL-ESC001V1。
图3：STEVAL-ESC001V1（底部）。
评估板使用ST-Link / V2编程器进行编程，可以使用ST电机控制工作台配置固件（有关使用MC工作台的简短视频介绍）。使用该软件和评估板，工程师可以分析电机并编译驱动该电机所需的固件。当用于驱动电机每相的信号由电路板计算并应用时，将使用PWM信号来设置电机的速度。如图4所示，1060μs和1860μs之间的脉冲分别用于将电机速度设置为最小值和最大值之间。
图4：用于调节由STEVAL-ESC001V1控制的电机速度的PWM信号。
ESC参考设计
对于许多半导体制造商来说，电机控制一般来说是一个越来越重要的应用领域，尤其是那些具有强大微控制器产品组合的应用领域。这包括德州仪器，该公司开发并实现了FOC解决方案，该解决方案预先安装在部分PiccoloMCU的ROM中，并可通过API访问。
如果没有传感器来提供有关电机位置的反馈，则选择是以开环配置运行电机，还是使用其他形式的反馈。应该注意的是，闭环配置提供了更好的控制并且导致更好的整体性能。为闭环运行提供必要的反馈信息属于专用固件功能，称为观察器，该功能利用电机绕组中产生的反电动势来估计其位置。出于这个原因，固件也被称为估算器。
在TI的解决方案中，估算器固件被称为InstaSPIN-FAST，它代表流量，角度，速度和扭矩。FAST被描述为通用三相电机软件编码器，能够与一系列电机配合使用，包括同步和异步直流和交流电机。FOC转矩控制器软件InstaSPIN-FOC作为TI MotorWare软件包的一部分，免费使用，免费下载解决方案。但是，该解决方案的FAST部分是专有的，仅在支持的MCU中作为基于ROM的代码提供;而InstaSPIN-FOC可以从RAM或Flash执行，FAST算法必须始终从ROM执行。
德州仪器的无人机ESC的高速无传感器FOC参考设计为评估InstaSPIN技术提供了一种简单的方法。它基于C2000 Piccolo LaunchPadLAUNCHXL-F28069M开发板（图5）和DRV8305EVM三相电机驱动器BoosterPack评估模块（图6）。
图5：C2000 Piccolo LaunchPad LAUNCHXL-F28069M开发板。
图6：DRV8305EVM三相电机驱动器BoosterPack评估模块。
在这样一个竞争激烈的领域中，性能与易用性相匹配通常可以成为选择特定解决方案的非常有说服力的理由，在这方面，TI已尽一切努力在竞争中脱颖而出。例如，控制算法需要了解与受控电机相关的某些参数，但TI认为其解决方案需要提供更少的电机参数，以至于无需数据表。此外，一旦电机被识别出来，InstaSPIN-FOC和FAST解决方案就不需要调整，不像大多数其他解决方案。
估算器工作的精度是另一个关键参数，在这里，TI表示其解决方案可以在一个电气周期内开始追踪，并且可以保持低于1 Hz的精度;其他解决方案通常仅在5赫兹以上的频率上才是准确的，并且可能在高频时受到损害。这些优势还意味着TI的解决方案可以在启动时提供100％的扭矩，并在零速下完全稳定。
这些开发平台和交钥匙解决方案的可用性意味着现在更容易开始无人机设计。TI表示，其解决方案可以在两分钟内启动并运行，突出了FOC解决方案在很短时间内的成熟程度。然而，导航并非一定如此，但它正在迅速发展，不可避免的是，不久将有解决方案能够为各种无人驾驶车辆提供全自主导航。
导航主要由一件事情复杂化：障碍。没有任何障碍可以避免，汽车已经是自动驾驶的，但事实上从A点到B点会更简单，如果它是一条没有任何间隔的直线。幸运的是，在天空中，情况往往如此。出于这个原因，自主无人机很可能早于平时。当然，仍然有必要考虑碰撞检测和避免技术，但总的来说，飞行的物体比那些没有飞行的物体有很大的优势。
全球导航卫星系统（GNSS）的使用现在与导航同义，当与地图软件一起使用时，它成为一个强大的组合。然而，全球导航卫星系统的精确度仅在米以内，而非自动无人驾驶飞机本身可能测量的距离不到一米的厘米数。对于某些应用场合，例如检查大型露天区域或数公里的地面油管，这可能是可以接受的。对于新兴的无人机应用，例如货物交付，需要更高的准确性。
如果没有支持这种准确度的基础设施，自主设备将依靠机器视觉来帮助他们驾驭真实世界。然而，新兴的解决方案提供了适合某些应用的精确度级别。他们采用差分全球导航卫星系统（DGNSS），该系统使用基站提供的校正数据来改进和校正由移动物体（被称为漫游者）导出的定位数据。
该技术被称为实时运动学（RTK），并由无线电技术委员会海事服务组织（RTCM）定义的国际公认标准涵盖。它依赖于基站和流动站之间的实时通信信道，最常用于高端测量设备。然而，这项技术已经开始在定位为大众市场解决方案的模块中提供。一个例子是来自u-blox的GNSS定位模块，包括NEO-M8P-0和NEO-M8P-2模块，分别为流动站和基站设计。
该公司表示，这些模块的设计一般可满足无人驾驶车辆的需求，但其中包含的功能特别适合无人机，例如移动基准线模式;这一功能使基站能够像漫游车一样移动。例如，这可能与送货无人机相关，该无人机从服务于邻近地区的更大，更传统的运载工具启动并返回。
这些模块基于u-blox M8 GNSS接收器，该接收器与GPS，GLONASS和北斗卫星导航网络兼容，并且可以同时使用GPS和GLONASS或北斗，从而为首次修复提供更快的时间。但是，u-blox指出，如果RTK更新速率很关键，那么它们只能用于GPS模式。图7说明了这些模块如何操作。
图7：使用u-blox NEO-M8P模块创建厘米精度定位的DGNSS解决方案。
基站为流动站提供RTCM 3消息流（参考站参数）。然后，流动站必须解决载波相位模糊问题，此时它可以进入RTK固定模式并开始实现厘米精度的定位数据。根据u-blox的说法，这个过程通常不到60秒，被称为收敛时间。当接收器能够看到至少六颗持续锁相的卫星时，漫游车将仅进入RTK固定模式;如果与GLONASS系统同时工作，则至少需要来自第二个系统的两颗卫星可见，而随着北斗，这个卫星将增加到三个。
在RTK模式下操作时，流动站的位置将相对于基站位置进行报告。因此，漫游车的绝对位置将参考基站的绝对位置，以及漫游车相对于它的位置。这也与无人机需要返回充电站以便对其电池充电的应用有关。当基站在移动基线模式下工作时，其绝对位置不再固定。但是，漫游者仍然可以保持厘米相对于它的精确定位，例如，当无人机以“跟随我”模式操作时，漫游者可以适用。随着DGNSS定位的引入，完全自主的无人机概念确实开始形成。
自主性和稳定性将成为未来无人机的关键特征。随着诸如基于FOC的电机控制和DGNSS等技术变得更加整合，无人机的快速和持续发展得到了保证。这些预集成解决方案的可用性使得开发先进无人机的过程变得更简单，为渴望利用令人兴奋的新可能性的OEM提供了机会。