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无人机机载传感器数据处理与应用研究

一、引言

在现代军事、民用领域，无人机成为了不可或缺的一部分。由

于其操控方便、作业效率高、无人员牵涉等优点，使得无人机得

到了广泛应用。其中，无人机机载传感器是进行数据采集与处理

的重要部分。本篇文章将探讨无人机机载传感器及其数据处理与

应用研究。

二、无人机机载传感器的分类

无人机机载传感器通常根据其工作原理分为无线电传感器、光

学传感器和机械传感器三类。

1.无线电传感器

无线电传感器分为激光雷达传感器、毫米波雷达传感器、超宽

带雷达传感器、差分全球卫星定位系统（DGPS）传感器等。激光

雷达传感器可以实现高精度测量，毫米波雷达传感器可实现障碍

物识别，超宽带雷达传感器可以实现半径10-20米内的高精度测量，

而DGPS传感器可实现精度达到厘米级。

2.光学传感器

光学传感器分为紫外线、可见光及红外线传感器。其中，红外

线传感器常用于探测热量，可用于测量热源的温度。同时，在军

事领域，红外线传感器可用于判断敌人的行踪。

3.机械传感器

机械传感器分为风速传感器、温度传感器、湿度传感器、气压

传感器等。这些传感器可以直接测量气动物理量，如风速、温度、

湿度等。

三、无人机机载传感器数据处理

无人机机载传感器数据处理主要包括数据预处理、数据校正、

数据过滤和数据融合四个步骤。

1.数据预处理

无人机机载传感器获取的数据主要受到干扰，因此需要进行预

处理。比如，在激光雷达传感器中，由于反射光线经过大气吸收

和散射后的影响，测量数值会存在误差。因此需要对数据进行去

噪处理。

2.数据校正

在数据处理过程中，需要进行外部和内部参照系的校正。外部

参照系主要为无人机的底盘，可通过选定地面控制点实现。内部

参照系主要为传感器自身，可通过标定来实现。

3.数据过滤

在实际测量中，会存在各种干扰，比如天气等。因此，在数据

处理中，需要加入各种滤波算法进行去噪。

4.数据融合

不同传感器获取的数据往往不均匀，可能会存在缺失和误差等

问题。因此，在数据处理中，需要将多传感器数据进行融合，来

弥补各自不足。常用的融合方法有加权平均法、主成分分析法等。

四、无人机机载传感器数据应用研究

无人机机载传感器数据广泛应用于军事、民用领域。

1.军事应用

在军事领域，无人机机载传感器主要应用于情报与侦察等任务

上。比如，在海洋领域，无人机可以搭载多传感器进行海上侦察

任务，收集海面、海底的多种数据。在陆地领域，无人机可以搭

载多种传感器进行地形测绘等任务。

2.民用应用

在民用领域，无人机机载传感器主要应用于农业、测绘、环境

保护等领域。在农业领域，可以搭载多种传感器对农作物进行监

测，如植被指数、激光雷达测高等。在测绘领域，可以搭载无人

机对地形等进行快速高效的测绘。在环境保护领域，可以搭载传

感器对环境指标进行监测，保护生态环境。

五、结论

无人机机载传感器为无人机数据采集和处理的重要组成部分。

传感器数据处理与应用的研究是无人机技术的重点之一，其在军

事与民用领域的广泛应用，为社会发展和人民生活带来了很大的

助益。