無人機熱不是因為飛行安全，而是因為飛行不安全——題記 

【全球無人機網(wǎng)報道】隨著無人機熱的到來，越來越多的行業(yè)開始或者準(zhǔn)備開始運用無人機。各無人機廠家自然也順應(yīng)時勢推出了各種各樣的無人機運用方案，但廠家們卻都在回避一個很重要的問題：風(fēng)險。因為內(nèi)界的緘默，外界對無人機的安全性只有猜測，一些人認為無人機是任勞任怨的飛行毛驢，另一些人則覺得無人機比大韓航空還危險。

簡單的回答無人機的飛行安全不安全是不負責(zé)任的，作為無人機生產(chǎn)企業(yè)，在下不妨從廠家的角度講講可能威脅無人機飛行安全的因素。

       1、機械故障

無人機首先是個飛行器，作為一個密度大于空氣的飛行器而言無人機跟有人機一樣，飛行的每一分鐘都是在與重力做抗?fàn)帲w行的每一分鐘都是在風(fēng)中行走。機械故障非常致命，所以無人機對機體可靠性的要求非常高。

國內(nèi)有些廠家為壓低成本，使用山寨機型平臺，這些機型的可靠性差到令人發(fā)指。山寨機，由于是逆向的成品機型，尺寸數(shù)據(jù)來自測量，而被測量的成品由于公差的原因必然與原圖紙有差距。加工公差+測量誤差+再加工公差所帶來的尺寸誤差必然大大偏離原設(shè)計；再加上尺寸鏈的原因每個部件的誤差積累到一起，這樣的一套飛機的粗糙程度也就可想而知。

跟汽車一樣，一方面，廠家的機型需要選用經(jīng)過時間檢驗的飛行，或者經(jīng)過嚴(yán)格的測試；一方面，操作者需要認真保養(yǎng)與檢查無人機，“不帶問題上天”同時是有人機與無人機地勤人員的信條；另一方面，采購方和領(lǐng)導(dǎo)同志，也要尊重客觀情況，給廠家與技術(shù)人員時間，飛行不能勉強。我們在調(diào)試系統(tǒng)或研制新機型時客戶總在催促，我們比客戶更著急，但也沒有辦法，測試嚴(yán)苛些是對自己負責(zé)也是對客戶負責(zé)。

2、飛控BUG

對于無人機而言最核心的就是飛控，無人機的飛控就如有人機的飛行員，飛行員不靠譜，飛行自然也就不可能靠譜。

一套好的飛控很昂貴，其并不貴在硬件上，而是貴在算法上。加拿大micropilot的飛控之所以可靠性那么好并不是因為其采用的GPS板卡或是IMU多么好，而是因為一方面其多年的完善與每代產(chǎn)品對上一代的傳承；一方面micropilot的飛控程序管理嚴(yán)格，程序的每一個語句都能追查到編寫人；另一方面其飛控的主程序不可更改，實現(xiàn)其它定制功能都是通過API實現(xiàn)的。

國內(nèi)的無人直升機大多仍不得不使用進口飛控，其實國內(nèi)做飛控完全可以買到飛控所需要的所有硬件，但做出來的飛控需要嚴(yán)苛的檢驗與不斷的完善。當(dāng)然也更需要實事求是的態(tài)度，國內(nèi)有研究所踏踏試試自己做飛控，進步也很明顯。而某些小廠的飛控抄代碼、為了快速實現(xiàn)客戶要求的功能而隨意更改代碼，其可靠性自然也就無法保證了。

為避免飛控出現(xiàn)問題，需要無人機廠商選用成熟可靠的飛控，也需要技術(shù)人員有實事求是的態(tài)度。在無人機系統(tǒng)的調(diào)試過程中不光需要針對無人機的重心進行仔細的配重，也需要對機上所有的電子設(shè)備進行電磁兼容測試。不能隨便掛上東西就飛。

3、鏈路干擾

 無人機在起飛降落段一般采用2.4G遙控器控制，而更遠距離則使用頻率幾百兆的微波電臺下達飛行指令。

無人機所使用的電臺安全性還是很有保障的，其使用的是跳頻電臺。機載的電臺與地面電臺同時不停的改變頻道，一對一，不擔(dān)心被破譯，也不擔(dān)心失鎖。但是在遠距離飛行的時候還是要防備通訊聯(lián)絡(luò)被干擾或者遮蔽。

為了應(yīng)對鏈路中斷，一方面需要使用性能和可靠性好的電臺，一方面需要規(guī)劃勘察好航線，另一方面就是選擇性能和可靠性好的飛控。如果飛控性能好，鏈路中斷也不是太嚴(yán)重的事情，無人機本身可以自主飛行和自主返航。

4、磁干擾

飛控控制飛機要知道x、y、z、α、β、γ與t這七維的參數(shù)（x、y、z三軸確定位置；α、β、γ確定姿態(tài)；時間t描述動態(tài)）。對于飛行而言最重要的是姿態(tài)：α（俯仰）、β（橫滾）、γ（航向）。其中俯仰與橫滾參數(shù)由IMU（慣性測量單元）提供，IMU不受外界干擾，而航向信息則由磁羅盤（compass）提供。磁羅盤感受的是地磁，工作原理與我們祖先發(fā)明的指南針是一樣的。如果受到磁干擾，無人機就會迷路。短時的干擾可以通過慣性導(dǎo)航維持，但慣導(dǎo)的誤差隨時間的累積非常嚴(yán)重，維持不了多久也就謬以千里了。

為避免磁羅盤被干擾，除了選用性能比較好的硬件外，compass的模塊一般也會被放置在遠離發(fā)動機與電路的位置。另外無人機在出廠和用戶使用中也要對磁航向進行校正。

5、GNSS干擾

GNSS是全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的簡稱。在過去很長一段時間里大家印象里GNSS只有美國的GPS，但最近俄羅斯的”格洛納斯”東山再起，中國的“北斗”開始逆襲，歐洲的“伽利略”如果運氣好等那么一兩天也能搜到一顆星了。但不管用什么系統(tǒng)，無人機需要GNSS系統(tǒng)來獲取自己的位置信息是必須的。GNSS的定位精度高，無人機的航線精度也就高，沒有GNSS的位置信息，無人機基本也就蒙圈了。

雖然現(xiàn)在GNSS系統(tǒng)三足鼎立，但目前而言還是美國的GPS更成熟。所以無人機還是以用GPS為主，有些客戶因為“北斗熱”而考慮用“北斗”導(dǎo)航。從飛控技術(shù)來講使用北斗導(dǎo)航并不困難，而且“北斗”衛(wèi)星的性能也很不錯，但現(xiàn)在“北斗”組網(wǎng)仍未全部完成，而且現(xiàn)有的在軌衛(wèi)星都在南邊一個方向，所以現(xiàn)在就用“北斗”精度與風(fēng)險都仍有問題。

好在GNSS被干擾并不會導(dǎo)致飛行姿態(tài)失控，有些航模愛好者為破解大疆飛控的禁飛圈甚至干脆用“錫紙大法”直接屏蔽掉GPS天線，用姿態(tài)模式手動強行起飛。而且在廣闊的天空中衛(wèi)星信號基本不會被遮擋。所以GPS風(fēng)險主要出在起降階段。

韓國購買了大名鼎鼎的S100無人機偵查朝鮮，朝鮮干擾GPS信號，結(jié)果S100在自主降落時撞爆了指揮車。所以為了以防萬一，即使裝備了自動化程度很高的飛控系統(tǒng)，也最好還是有飛手保駕。尤其在樓宇密集的地方起降，為防止多路徑效應(yīng)帶來的定位誤差，還是建議手動降落。

6、自然環(huán)境   

目前民用無人機的應(yīng)用主要是在低空和超低空，不管是無人機與有人機，在低空飛行時都會受許多外部環(huán)境的影響。首先天有不測風(fēng)云，突然出現(xiàn)的風(fēng)雨雷電都威脅飛行安全；其次低空地形復(fù)雜，導(dǎo)致氣流紊亂，產(chǎn)生風(fēng)切變；再次低空環(huán)境復(fù)雜，可能出現(xiàn)難以察覺的障礙物或其它飛行物；另外在復(fù)雜地形低空飛行中，飛行器與地面距離大小不一，可能讓“地效”時有時無，加大操控難度。

低空飛行的不可預(yù)知因素太多，危險性很大?？哲婏w行事故大多出現(xiàn)在對地攻擊訓(xùn)練；最近通航有人飛機接二連三的出事兒；支線客機事故率明顯高于國際航線。都是血淋淋的例證。無人機為保證飛行安全，需要盡量認真的勘察好航線，確定合理的飛行高度，密切關(guān)注氣象狀況。

無人機為保證安全應(yīng)盡量避免在復(fù)雜地形飛行，可是另一方面，許多危險的飛行任務(wù)又是無人機當(dāng)仁不讓的任務(wù)，也是無人機存在的最大意義所在。這個時候就需要擺正心態(tài)了，畢竟飛行員的生命遠比無人機要寶貴得多。

7、操作失誤

無人機在天上飛行，需要靠地面人員來指揮與操控。有人駕駛的國航129航班也被的韓國塔臺人員的混亂指揮坑到了山上，何況無人機呢。無人機的自動駕駛儀沒有思維，其航跡都完全遵循地面控制人員的指令。

為避免錯誤操作而引起的事故，一方面需要飛控操作系統(tǒng)更加智能，有對誤操作的報警功能。另一方面，提高操作人員的水平亦是必由之路。

后記：

一大桶冷水潑下來，應(yīng)該又澆滅了一些對無人的幻想。滿懷期待的讀者的心也是哇涼哇涼的，威脅飛行安全的因素這么多，那無人機到底有多危險？還要不要用無人機呢？還是那句話：尊重客觀規(guī)律與發(fā)揮主觀能動性是辯證統(tǒng)一的。無人機與汽車、飛機乃至火箭等各種載具一樣。只有正視這樣那樣的風(fēng)險，努力避免，才能提高飛行的安全性。只有正視風(fēng)險的廠家才能生產(chǎn)出安全的無人機，只有正視風(fēng)險的用戶才能創(chuàng)造漂亮的飛行安全記錄。

片面強調(diào)無人機可能的用途，而不考慮可能的安全風(fēng)險，是不負責(zé)任的。就像開車要遵守交通規(guī)則；航班不會在惡劣天氣飛行；火箭發(fā)射前要做各種檢查一樣。無人機的使用也要小心謹慎，并盡量避開人口稠密區(qū)域，起降場地要開闊。不要為噱頭而盲目派出無人機。被大媽擊落是小，要是傷到人就不好了。高速旋轉(zhuǎn)的螺旋槳威力不亞于絞肉機。

另一方面，我們也要換一個角度想問題：無人機存在的意義是什么？最重要的一個原因恰恰正是低空飛行的危險性：“2015年上半年國內(nèi)共發(fā)生各類通航事故/事件21起。其中事故7起，3起涉及線纜，共造成11人遇難，11人受傷。3月份以后進入作業(yè)旺季，事故/事件發(fā)生率明顯增加。從發(fā)生率來看，飛行訓(xùn)練最高，農(nóng)林作業(yè)其次。”有人駕駛的飛機在復(fù)雜的低空環(huán)境中飛行面臨著與無人機同樣的若干風(fēng)險，事故率居高不下，每次事故都伴隨著慘烈的傷亡。

我們無人機從業(yè)者現(xiàn)在所做的努力并不是杜絕事故的發(fā)生，而是盡量多的讓機器代替人去冒險。我們讓自動駕駛儀駕駛飛機貼地飛行噴灑農(nóng)藥、沿著高壓線檢查線路、貼著大橋監(jiān)察裂縫、掛著龍伯球標(biāo)校雷達或者沖進危險中獲取第一手信息。我們并不是能一味的逃避風(fēng)險，而是在減少人的危險。從這個角度來講，無人機生產(chǎn)和使用者也要對風(fēng)險有個理性的認識。（全球無人機網(wǎng) 趙汗青）

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