无人机原理、应用与防控

随着科技的快速发展，无人机已经广泛应用于航空摄影、农林植保、遥感测绘、巡
线巡检、消防安防、环保检测、物流运输及城市管理等各领域。据相关数据统计，截至
2021年底，我国已实名注册无人机超83万架，其中无人机注册用户达78.1万，但我国
有效的无人机驾驶员执照仅12.08万本。这意味着绝大部分无人机在空中飞行时都是由
无证人员操作，不少无人机拥有者，尤其是消费级无人机驾驶者没有经过正规的培训及
法律法规的教育，这对空中及地面各种区域威胁极大，尤其是禁飞区、机场净空区、军
事管制区、政府敏感地区以及人员密集区。未来民用无人机市场潜力巨大，无人机市场
保有量还将继续增加，这对无人机监测、反制手段及技术提出了极高的要求。

本书由周斌主编，刘晶、冯波、杨德祥、李常青为副主编，高政和、李帅、王浩、杨艳萍、
刘杰坤、姚昌华、叶望胜参编。

不论是反制一线工作者，还是研发生产人员，都应该对无人机基本知识有所了解。
本书重点内容为各类型无人机结构及飞行特点、无人机管理办法及法规、无人机线路规划、
无人机监测及反制技术方法。第1～3章主要讲述无人机发展基本概况、无人机的基本
构造及原理、无人机飞行特点及线路规划；第4～6章主要介绍无人机防控应用、监测
以及反制技术。为了无人机行业能更好、更有秩序地发展，一线工作者应该责无旁贷地
承担起相关教材的开发和编写工作，以提升无人机反制工作者的基本知识与业务能力，
保证国家空中安全、地区安全与人员安全。

由于编者水平有限，相关资料匮乏，加之时间仓促，书中难免有不足和疏漏之处，
恳请各位专家、读者给予批评指正，以便在未来修订时加以完善，再次深表感谢！

 编　者

2022年8月

《无人机原理、应用与防控》为无人机监测、反制技术教程，主要阐述无人机基本发展概况、飞行技术、飞行特点、基 本结构、监测原理及技术应用、反制原理及技术应用。在此基础上，本书还详细介绍无人机构造、 飞行原理、无人机应用环境与线路规划，并通过实际案例分析无人机防控的必要性，列举无人机防 控相关的解决方案与产品。 《无人机原理、应用与防控》可作为无人机应用技术相关专业及从事无人机领域的相关技术人员、企业或培训机构的培 训教材或参考教材，也适用于具有一定技术基础的相关专业人员或行业爱好者自学。

《无人机原理、应用与防控》为无人机监测、反制技术教程，主要阐述无人机基本发展概况、飞行技术、飞行特点、基 本结构、监测原理及技术应用、反制原理及技术应用。在此基础上，本书还详细介绍无人机构造、 飞行原理、无人机应用环境与线路规划，并通过实际案例分析无人机防控的必要性，列举无人机防 控相关的解决方案与产品。 《无人机原理、应用与防控》可作为无人机应用技术相关专业及从事无人机领域的相关技术人员、企业或培训机构的培 训教材或参考教材，也适用于具有一定技术基础的相关专业人员或行业爱好者自学。

第1章 无人机概论 1

1.1　无人机简介 2

1.2 无人机发展简史 4

1.2.1　产生背景 4

1.2.2　发展历程 5

1.3　无人机分类 10

1.3.1　按飞行平台分类 10

1.3.2　按用途分类 17

1.3.3　按运行风险大小分类 17

1.3.4　按飞行高度分类 18

1.3.5　按活动半径分类 18

1.4　无人机的发展方向 18

1.4.1　高空长航时化 18

1.4.2　无人机隐形化 21

1.4.3　空中预警化 23

1.4.4　空中格斗化 24

1.4.5　集群智能化 25

第2章 无人机的基本构造及原理 29

2.1　空气动力学与飞行原理 30

2.1.1　大气的基本知识 30

2.1.2　空气的特性 32

2.1.3　标准大气 34

2.1.4　气流特性 35

2.1.5　连续性定理与伯努利方程 37

 
无人机原理、应用与防控

IV

2.1.6　机翼40

2.1.7　升力与阻力 42

2.1.8　影响升力与阻力的因素 44

2.1.9　增升装置 46

2.1.10　无人机的稳定性与操纵 48

2.2　固定翼无人机 50

2.2.1　固定翼无人机的组成及其功能 50

2.2.2　固定翼无人机的结构特点及分类 52

2.2.3　蒙皮的结构特点及分类 60

2.2.4　尾翼的结构特点及分类 61

2.2.5　起落架的结构特点及布局 66

2.2.6　气动布局 70

2.3　无人直升机 71

2.3.1　单旋翼带尾桨无人直升机 71

2.3.2　共轴双旋翼无人直升机 79

2.4　多旋翼无人机 80

2.4.1　多旋翼无人机的出现及发展 80

2.4.2　多旋翼无人机的结构 81

2.4.3　多旋翼无人机的控制 85

2.4.4　多旋翼无人机的特点 86

2.5　垂直起降固定翼无人机 87

2.5.1　垂直起降固定翼无人机的发展及结构 87

2.5.2　固定翼多旋翼复合型垂直起降无人机的结构与飞行原理 88

2.5.3　倾转旋翼固定翼垂直起降无人机的结构与飞行原理 89

2.5.4　尾座式垂直起降固定翼无人机的结构与飞行原理 91

2.6　发动机 92

2.6.1　航空活塞发动机 92

2.6.2　涡轮轴发动机 95

2.6.3　涡轮螺旋桨式发动机 97

2.6.4　涡轮喷气式发动机 98

2.6.5　涡轮风扇式发动机 102

2.7　电动系统 103

2.7.1　电动无人机 103

2.7.2　电机104

 
目 录

V

2.7.3　电调106

2.7.4　螺旋桨 106

2.7.5　电池107

第3章 无人机应用 111

3.1　无人机的应用领域 112

3.1.1　军用级别的无人机 112

3.1.2　民用级别的无人机 116

3.2　无人机的应用环境 121

3.2.1　无人机管理规范 122

3.2.2　技术标准 123

3.2.3　无人机飞行要求 124

3.3　无人机的线路规划 126

3.3.1　航空定位定向系统 127

3.3.2　线路规划 129

3.3.3　倾斜摄影 140

第4章 无人机防控应用 141

4.1　无人机防控应用背景 142

4.1.1　无人飞行器飞行条例及制度规定 143

4.1.2　无人飞行器飞行空域 145

4.1.3　无人机运行管理规定 147

4.1.4　无人机飞行存在的安全隐患 150

4.1.5　无人机警用防控的必要性和重要性 151

4.2　无人机警用防控应用案例 152

4.3　无人机警用防控应用技术概述 153

4.4　无人机警用防控应用建设方案 155

4.4.1　设计原则及建设目标 155

4.4.2　系统配置方案概述 156

4.4.3　方案一：TDOA 固定式反制 便携式反制 156

4.4.4　方案二：车载式察打一体 便携式反制 160

4.4.5　系统组网方案 161

 
无人机原理、应用与防控

4.4.6　设备配置方案 163

4.5　无人机警用防控应用技术模块 164

第5章 无人机监测跟踪应用 169

5.1　无人机监测跟踪应用的背景 170

5.2　无人机监测跟踪应用的技术概论 172

5.2.1　雷达探测技术 172

5.2.2　光电监测技术 181

5.2.3　无线电频谱监测技术 182

5.2.4　多源融合监测技术 185

5.3　无人机监测跟踪应用的产品及解决方案 185

5.3.1　典型的无人机监测跟踪产品—TDOA无人机监测定位系统 185

5.3.2　典型的无人机监测跟踪解决方案—TDOA网格化城市级无人机监测管控

 解决方案 188

5.4　无人机监测跟踪应用实践案例 192

第6章 无人机防御反制应用 195

6.1　无人机防御反制应用的背景 196

6.2　无人机防御反制应用的技术概论 198

6.2.1　硬杀伤技术 198

6.2.2　软杀伤技术 199

6.3　无人机防御反制应用的产品及解决方案 201

6.3.1　典型的无人机防御反制产品—无线电干扰压制设备 201

6.3.2　典型的无人机防御反制解决方案—无线电频谱监测压制联动解决方案 205

6.4　无人机防御反制应用实践案例 215

《无人机原理、应用与防控》为无人机监测、反制技术教程，主要阐述无人机基本发展概况、飞行技术、飞行特点、基 本结构、监测原理及技术应用、反制原理及技术应用。在此基础上，本书还详细介绍无人机构造、 飞行原理、无人机应用环境与线路规划，并通过实际案例分析无人机防控的必要性，列举无人机防 控相关的解决方案与产品。 《无人机原理、应用与防控》可作为无人机应用技术相关专业及从事无人机领域的相关技术人员、企业或培训机构的培 训教材或参考教材，也适用于具有一定技术基础的相关专业人员或行业爱好者自学。

一本涵盖无人机原理、飞控、反制的专业书，既有原理讲解，也有应用实例，非常适合读者系统地学习无人机的相关知识。